饱和粉细砂高层商住楼深基坑稳定性分析研究

摘要

就基坑工程在开挖过程中的内力和变形规律，岩土工作者已经做了大量的研究，并取得了丰硕的研究成果，但对高层商住楼饱和粉细砂深基坑在开挖过程中基坑受力，变形机理的实测和数值模拟相对较少。随着我国大规模的城市现代化建设的进行，必将有大量建筑物建设在地质条件极为复杂的地区，众所周知，在饱和粉细砂地层中进行施工如果没有进行合理的支护，极易产生流沙、管涌等现象。此外饱和粉细砂还具有高灵敏度、触变等特性，尤其是发生地震时在动荷载作用下，极易产生液化现象导致土体破坏危及建筑物安全，宁夏平罗地震就是一个典型的例子。由于银川平原是黄河冲积平原，附近地基土层多为黄河冲积粉细砂，地震液化致使地基失去承载力，地表发生不均匀震陷，大量房屋和建筑物倒塌造成重大人员和财产损失[7]。若在实际中施工不当，极易造成结构物沉降过大、发生过大变形甚至导致塌方事故的发生。因此对于饱和粉细砂土层造成的危害不容忽视。为此，本文将以宁夏银川地区的铁发润发兰庭高层商住楼深基坑工程为依托，利用数值模拟方法并结合现场监控量测结果和降水施工方案，对该粉细砂深基坑工程的稳定性进行研究。
　　本文主要内容及相关结论如下:
　　(1)首先是调研查阅国内外相关研究文献，了解深基坑支护结构的研究现状、受力特点、主要分类、城市高层建筑的基础的特点，尤其是掌握复合式土钉墙的基本分类和结构特点。明确本文研究的主要内容和研究目标。
　　(2)根据地质勘查报告，掌握深基坑粉细砂地层的工程特性，为后续数值模拟计算的参数选取以及分析监控量测结果打下了基础。
　　(3)建筑深基坑降水为基坑的土方开挖和支护提供了干燥的施工环境，对保证深基坑的结构稳定性起到了重要作用，同时基坑降水也是基坑开挖支护中的一项重要工序，本文结合研究项目的具体特点设计此深基坑的降水方案。得到了降水井的数量以及降水井的构造和抽水设备的选取。
　　(4)针对土钉墙构造的特点，采用有限元法，利用Midas-GTS软件模拟其具体施工过程。重点分析基坑周边地表沉降、土钉墙水平位移及土钉轴力等方面随开挖过程的变化情况，分析结果进一步揭示了银川地区饱和粉细砂地层基坑开挖的变化规律。
　　(5)监控量测是对现场施工过程最好的评价，直接反映了施工中的支护结构的受力变化情况，因此对基坑的沉降以及位移进行量测，并与数值模拟的结果进行对比，对施工提出合理化建议。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 深基坑工程的国内外研究现状

1．2．1 基坑工程的特点及常见基坑支护形式

1．2．2 基坑支护结构稳定性的分析方法

1．2．3 基坑开挖的数值模拟中土体本构模型的比较

1．3 研究内容与方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 研究思路

2 工程特点及支护结构形式

2．1 工程地质概况

2．1．1 区域地质构造

2．1．2 场区地层结构和工程特性

2．2 基坑支护结构形式初选

2．2．1 场地地基土的承载力评价

2．2．2 支护结构形式的选择

2．3 本工程建议

2．4 本章小结

3 基坑降水方案设计

3．1 概述

3．2 降水工程设计

3．2．1 基本设计思路

3．2．2 计算过程(以22#井为例)

3．3 降水井构造与抽水设备的选用

3．4 具体实施方法及注意事项

3．5 本章小结

4 基坑变形现场监控量测

4．1 方案设计

4．1．1 测量的任务目的、等级

4．1．2 执行规范标准

4．1．3 测量的内容、方法和精度要求

4．1．4 沉降观测与基坑位移监测的周期

4．1．5 使用的仪器和人员组成

4．2 量测结果分析

4．2．1 基坑沉降分析

4．2．2 基坑位移分析

4．3 本章小结

5 基坑开挖过程数值模拟

5．1 引言

5．2 MIDAS／GTS介绍

5．3 基坑模型及参数设置

5．3．1 基本假设

5．3．2 模型边界条件

5．3．3 选取参数

5．3．4 建立模型

5．4．1 地表沉降分析

5．4．2 土钉墙位移分析

5．4．3 土钉轴力分析

5．5 监测数据与模拟数据对比分析

5．6 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献