装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对深基坑变形的控制技术与方法研究

摘要

随着城市高层建筑、地铁工程、市政工程以及地下空间开发规模日益增大，基坑工程数量近年来急剧增加。深大基坑开挖及围护结构设计的影响因素甚多，环境保护的难度也越来越大。深基坑工程中常见的内支撑支护形式主要为钢筋混凝土支撑和钢支撑，钢筋混凝土支撑在施工和拆除过程中都将产生严重的环境污染、对原本已脆弱的环境保护产生极其不利影响，传统钢支撑支护体系安全性较差，变形量较大，造价较高。迫于工程界的强烈需求，研发了一种新型钢结构内支撑——装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑，此种支护结构能够控制基坑变形及保护周边环境、缩短工期，且能为基坑施工创造较大空间，减少环境污染及实现支护结构构件的循环利用，从而实现高效、绿色环保和节能减排的目的。为了分析此种支护结构对深基坑变形控制作用，本文着重就装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对深基坑变形的控制技术与方法研究作了深入研究，具体内容如下:
　　本文就装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对深基坑变形的控制技术进行研究，先从深基坑变形的自动监测与预警技术切入，引入了有关基坑监测的相关技术;再从深基坑的变形机理着手，给出深基坑变形的预测方法;为了分析该种钢结构支撑控制深基坑变形的规律和特点，采用Midas/GTS数值模拟软件，通过对模拟结果的分析得出支撑内力调整对变形控制的作用效果;针对伺服控制和手动控制两种内力控制方法的比较，表明伺服控制方法对变形的控制效果更及时有效。
　　基于变形控制技术，阐述了深基坑变形控制方法。基于预应力控制变形的理论，阐述了预应力施加与调整的方法。通过确定具体的基坑变形控制指标和控制预案，给出了变形控制的具体措施。最后将本文的研究成果应用于两个工程实例，通过对其变形控制效果的验证与分析，证明本文提出的应用装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑控制深基坑变形的技术与方法是有效的，能取得较好的工程效果，具有较高的实际应用价值。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．3 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对深基坑变形控制的特点

1．3．1 基坑支撑结构的主要分类

1．3．2 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑的工作原理与组成

1．3．3 内支撑型式的比较

1．3．4 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对变形控制的技术与方法

1．4 研究意义、研究内容以及技术路线

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究内容

1．4．3 技术路线

2 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑对深基坑变形的控制技术

2．1 深基坑的自动监测与智能预警技术

2．1．1 装配式预应力鱼腹粱钢结构支撑的监测内容

2．1．2 自动监测系统

2．1．3 数据处理方法与智能预警技术

2．2 深基坑变形的预测技术

2．2．1 深基坑变形机理

2．2．2 深基坑的位移反分析与变形预测

2．3 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑整体平面的数值分析

2．3．1 数值分析的力学原理

2．3．2 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑整体平面分析的建模与计算

2．4 钢支撑的内力控制技术

2．5 本章小结

3 深基坑变形控制的主要方法

3．1 深基坑变形控制的方法介绍

3．2 施加预应力对钢支撑水平刚度的影响

3．3 施加预应力对土体应力的影响

3．4 施加预应力对鱼腹梁结构受力的影响

3．5 施加预应力对土体压缩变形的影响

3．6 深基坑变形控制的指标与预案

3．6．1 深基坑变形的控制指标

3．6．2 深基坑变形的控制预案

3．7 本章小结

4 工程应用实例

4．1 广州地铁线网运营管理指挥中心项目基坑工程

4．1．1 工程介绍

4．1．2 监测与预测

4．1．3 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑的整体平面分析

4．1．4 控制方法与结果

4．2 江阴幸福里老年公寓和商业用房项目深基坑工程

4．2．1 工程介绍

4．2．2 监测与预测

4．2．3 装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑的整体平面分析

4．2．4 控制方法与结果

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 存在问题

5．3 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果