刘兴华[1]2016年在《深基坑支护方案优选研究及应用》文中指出建筑深基坑支护是涉及了结构和岩土等多个领域且相互交叉的复杂的系统性工程,有着很强的综合性。关乎安全、经济、环境、技术工期等多方面,基坑支护的合理设计也是提高工程质量避免事故发生的一个主要方面。因此,基坑支护方案的优选和优化设计,成为了有关人士需要深入探讨并反复研究的课题。本文在总结了深基坑支护结构设计在具体工程中需要亟待解决的问题以及在一些基坑支护的事故中经验教训,主要通过优选数学理论研究、软件程序模拟计算和具体工程实例相结合的思路和技术路线,对基坑的支护结构设计方案进行了优选并对支护结构的局部细部构造设计进行了深入的研究和讲解,为以后相关类似基坑工程提供理论指导和技术支持。本文在了解国内外大型基坑工程实例的基础上详细介绍了常用的基坑支护结构型式,通过对比总结了各支护型式的优缺点和局限性,定性地阐述了基坑支护方案的初选原则,随后依据规范中对基坑支护选型的原则和影响因素,提出了定量选择支护方案的方法,并将此种方法应用到具体工程实例中去,以便读者对此方法有更直观的了解。此外依据基坑支护选型具有不确定性和随机性的特点,可将数学中模糊原理应用到其中,利用模糊综合评判方法和层次分析法,以安全可靠性、施工技术可行性、经济性、环保性4个评价指标为优化目标,建立综合评价数学优选模型,将定性初选的支护型式进行数学上的定量优选。本文以通辽万达广场B区持有物业1号基坑为具体工程实例,对基坑支护方案的优选过程进行了详细讲解。首先依据现场条件和基坑等级定性地初选出几个适用的支护方案,随后依据数学模糊原理建立综合评价模型,对支护结构选型进行定量的分析,最终优选出适合本工程的基坑支护方案。通过以上方法优选出支护方案后,还需要对支护结构的细部构造进行设计。本文以通辽万达广场B区持有物业1号基坑为例,从局部结构的安全性、整体稳定性和经济性的角度出发,详细介绍了支护结构细部构造设计的全过程,最后介绍了基坑的变形监测方案和应急预案,并通过数值模拟确定结构的安全性。
李慧娜[2]2009年在《深基坑排桩内支撑支护体系优化设计方法及对周围环境影响研究》文中研究说明城市地下空间开发和大量高层建筑建设促使深基坑工程的规模和深度不断加大,在城市建筑物密集区的深基坑工程也越来越多,深基坑周围既有建筑物密集、管线道路错综复杂、施工场地狭窄是处在城市建筑密集区深基坑工程的显着特点。如何优化选择一种既能保证深基坑开挖施工过程中的安全稳定性,又能取得较好经济效益的深基坑支护结构方案,一直以来都是基坑工程研究的首要问题。同时,在城市中的深基坑工程开挖要求严格控制开挖对周围环境的影响。因此综合考虑安全、经济和环境评价等各方面因素探索深基坑支护优化设计方法,解决深基坑开挖引起的城市环境地质问题无疑具有重要的理论意义和工程实践价值。本文运用多目标模糊决策理论和集值统计方法,建立深基坑支护系统多目标模糊优化模型,实现方案决策定量化,提出对深基坑支护方案进行优化选择的“专家系统”。本文结合青岛地区地层地质条件,对排桩内支撑支护体系设计方法进行研究比较,考虑时空效应对支护结构受力的影响,排桩采用考虑开挖工况的等值梁法进行设计计算;内支撑采用有限元软件SAP2000,将支撑杆件、腰梁和环梁看作一个平面体系,考虑不同支撑条件分别进行分析,寻求最不利内力组合,对支撑体系的各个构件进行截面设计,最终得出排桩内支撑支护体系的优化设计方法,并将这一方法应用到青岛某深基坑工程中以检验其适用性。本文基于FLAC3D对某深基坑开挖过程进行模拟,将模拟分析结果与实测数据进行对比分析,模拟结果与实测数据较接近,以证明FLAC3D模拟基坑开挖对周围环境影响的可行性。应用FLAC3D对青岛某深基坑工程进行模拟分析,实现对基坑开挖引起周围地表沉降预测。通过对不同桩径、不同桩距和不同支撑截面计算分析,讨论了支护构件对基坑周围地表沉降影响,数值模拟结果表明支撑截面变化对周围地表沉降影响最大,桩径变化影响最小。
李海珠[3]2006年在《西北地区常用深基坑支挡型式方案优选分析》文中研究指明如何在安全可靠的前提下,合理的选择基坑的支护型式,优化基坑支护设计,降低消耗,节约成本,促进经济和技术的最大结合是深基坑支护面临的重要课题,本文针对当前支护结构设计、计算较为复杂、设计、选型不当这一问题,围绕西北黄土地区深基坑支护方案优选和优化设计展开研究和分析。 根据西北黄土地区基岩基本特性,以及诸多实际工程的设计经验,适用于本地的支护类型主要有:排桩锚杆支护结构、框架锚杆支护结构、土钉墙支护结构。本文依据现行建筑基坑支护技术规程JGJ120-99,对以上几种支护结构设计方法进行了归纳、概括和总结,并对计算理论和模型进行了完善,主要表现在以下几个方面:①对于排桩锚杆支护结构,提出将锚杆考虑成弹性支座的多支点桩锚支护有限元计算模型,并给出了复杂超静定,应力、应变偶联方程的求解方法;②对于土钉墙支护,揭示土钉长度和直径变化与最危险滑移面位置改变的动态关联过程,并提出模拟施工丌挖过程的分级验算稳定性思想。 在以上理论分析的基础上,建立多支点桩锚、框架锚杆、土钉墙的优化设计模型,采用模仿自然界进化过程的遗传算法进行优化,并利用Matlab语言编制了相应的优化计算程序。 最后通过支挡结构在西北地区常见土质及坡高参数下优化设计结果的经济性分析对比,总结基坑支护特点及规律,提出一种深基坑支护结构方案优选方法,并编制了相应的方案选择流程图。通过引入工程实例,证明该优选方法适用可行,并且优化设计结果合理。本文的分析、计算和研究思路同样可以推广应用于其他地区深基坑方案优选及优化设计。
龙珊[4]2017年在《中冶南方大厦深基坑支护设计与应用研究》文中认为基坑支护是现在市政工程的一个热点同时也是一个难点问题。基坑支护的安全性直接影响着整个工程的进度和安全。随着经济的不断发展,城市建筑在不断拔高,基坑的开挖深度也在逐步加深,最大深度达到了20~30米,设计难度愈发增大。基坑工程涉及到地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术等等,是一门综合性学科。其主要内容包括:工程勘察、支护结构设计与施工、土方开挖与回填、地下水控制、信息化施工及周边环境保护等。基坑开挖过程中要考虑众多因素影响:基坑支护方案的选择、基坑支护结构力与位移的变化、基坑排水、基坑周边环境建筑物沉降发展等等,解决以上问题是确保工程建设安全、经济、科学的根本保证。本文结合中冶南方大厦基坑开挖与支护工程,展开了以下研究:1)依据基坑岩土体参数条件、开挖深度和周边建筑物分布情况,结合常见的房屋基坑支护方式以及选型原理,考虑分析基坑支护方案优选的影响因素,对中冶南方大厦的基坑支护方案进行优选。2)利用基坑工程计算软件天汉V2005.1对优选出的最佳基坑支护方案中的撑梁、立柱和内支撑强度、位移进行计算分析。3)根据基坑降水的理论计算方法进行了中冶南方大厦基坑工程降水的设计计算,以确保承压水和微承压水的降水井布置数量和口径都能满足要求。4)依据中冶南方大厦基坑设计方案以及施工队伍组成,在对深基坑支护技术研究与安全性评价的基础上,对复杂周边环境深基坑挖扰动效应下的施工方案、施工工艺进行优化。
雷明锋[5]2008年在《客运专线隧道浅埋段长大深基坑支护优化与空间效应研究》文中认为随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现,对基坑工程的要求越来越高,出现的问题也越来越多,这就促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题。本论文以武广客运专线上的金沙洲隧道明挖段基坑为工程实例,分别采用工程类比、数值仿真、理论分析等手段,对长大深基坑支护结构及施工方法进行了优化研究,推导了空间效应的简化计算方法,并对其主要影响因素进行了敏感性分析。主要研究内容有:(1)在广泛文献调研及类似工程分析的基础上,对目前长大深基坑工程所采用的主要计算分析方法的特点与适用性进行了具体研究,总结了类似条件下,基坑支护各参数的可行域,从工程类比的角度给出了初步优化目标。(2)采用弹性地基杆系有限元法对金沙洲隧道的原设计方案进行了计算和分析,得出原设计相对保守,具有较大优化空间的结论。(3)逐次建立了支护结构优化设计多目标函数,初步确定了支护参数的最优量值;并通过理论探讨、施工组织及对环境的影响分析了叁种可行施工方案的优缺点;首次提出了充分利用施工空间效应的“滚动式”施工方法及支护参数。(4)以某既有的工程实测数据为依据,进行了多种计算程序的对比研究,确定了与实测值最为吻合的计算程序。据此对优化设计进行了详细的平面非线性分析,得出了支护结构、土体在各施工阶段的受力与变形规律,并对基坑的稳定性进行了初步判断。(5)进一步建立空间叁维模型,深入了解了基坑施工过程中,支护结构、土体的应力、应变性态及其空间分布状况,并对基坑的安全性进行了进一步的判定。(6)基于相关联流动法则及塑性上限理论,以纯剪型、拉裂—剪切型两种叁维破坏模式为基础,引入了等代内摩擦角的概念,首次推导了粘性土条件下长大深基坑空间效应的简化计算方法,给出了计算公式及算例分析,结果表明计算可靠,可作为类似工程的设计参考。最后,对长大深基坑空间效应的主要影响因素(基坑尺寸、冠梁及围檩刚度和地质条件)进行了敏感性分析,得出了相关变化规律,并在对空间效应系数统计的基础上,提出了叁维状态时各物理量的计算经验公式。
吴子儒[6]2005年在《深基坑支护智能优化设计方法研究》文中提出深基坑工程是一项复杂的系统工程,它的设计面临着既要安全可靠又要经济合理的矛盾,因此产生了深基坑工程优化设计方法。但传统的优化设计方法不能满足工程实践的需要,于是产生了深基坑工程智能优化设计方法。本文在前人研究成果的基础上,对深基坑工程方案优选和结构参数优化设计方法进行了较深入的研究,并探讨了智能优化方法在深基坑工程优化设计中的应用。 首先,本文对简单遗传算法的基本理论和步骤以及存在的不足进行了综述,并阐述了改进复合形遗传算法的基本原理和计算方法。同时,本文介绍了模拟退火算法的基本原理和计算步骤,并深入分析了基本模拟退火算法存在的不足,针对其缺点,把复合形算法与基本模拟退火算法结合起来,提出了一种新型的混合智能优化算法——复合形模拟退火算法。然后,本文总结了深基坑支护工程常用的支护型式并对之特点和适用范围作了简要的评述,分析了深基坑工程支护方案优化选型的原则和依据,在分析深基坑支护方案优化选型传统方法不足的基础上,提出了基于欧氏距离深基坑支护方案优化选型范例推理方法。其次,本文针对常规的水泥土墙支护结构设计方法,不仅计算繁琐,而且难以得到既可靠又经济的设计方案的不足,探讨了水泥土墙支护结构优化设计方法,建立了水泥土墙支护结构优化设计数学模型,提出了水泥土墙支护结构参数遗传进化优化设计方法和水泥土墙支护结构复合形模拟退火混合优化设计方法,并讨论了结构设计参数对优化设计结果的影响,以及基坑内被动区土层加固对结构设计参数的影响。最后,本文分析了单支点排桩支护结构设计计算原理,建立了单支点排桩支护结构优化设计数学模型,提出了单支点排桩支护结构改进复合形遗传算法优化设计方法和单支点排桩支护结构复合形模拟退火混合优化设计方法,同时讨论了桩身侧向位移和桩身弯矩与支撑位置变化的关系。
曹显春[7]2006年在《深基坑支护优化设计与信息化施工研究》文中进行了进一步梳理随着城市的发展，高层建筑物数量增多，深基坑数量也随之增多。由于深基坑支护设计是深基坑工程的关键，基坑支护具有基坑越来越深、工程地质条件越来越差、基坑周围环境条件复杂多变、基坑支护方法众多、基坑工程事故多等特点，针对同一个支护工程，可供选的方案很多。本课题拟通过工程实例进行研究比较，提供选择最佳基坑支护机构方案的方法，既保证整个支护结构在地下施工过程中的安全，又要控制结构变形及土体变形，以保证周围建筑物的安全。本文针对深基坑支护优化设计的相关问题，在总结有关文献的基础上，通过对深基坑支护结构优化设计现状与深基坑支护结构设计方案进行分析研究，结合具体工程实例运用优化理论和方法对深基坑支护结构设计方案进行优选和优化设计，提出了较为合理的优化设计方法： ①方案优选(初步设计)，提出深基坑支护结构设计方案优选的各种方法，得出可能的方案，比较和分析各种优选方法的优缺点。 ②细部优化设计(详细设计)，着重考虑支护结构安全经济合理性，提出以定性分析和经验加权评分法相结合的支护结构设计方案的优选方法，得出最优方案 ③结合具体工程实例对最优方案进行细部优化设计。 通过深基坑的支护结构设计方案的优选、优化设计的探讨，以选择安全可靠经济合理支护方案为出发点，总结基坑工程设计与施工的经验，分析大量有关资料，提供深基坑支护优选和优化设计的方法。在现有深基坑支护设计理论基础之上，通过大量阅读国内外专业书刊，借鉴前沿的理论与方法，总结和分析现有计算理论不完善的地方，达到优化设计的目的，进一步阐述深基坑支护信息化施工的目的与作用，对深基坑设计施工技术进行展望。
丁敏[8]2012年在《深基坑支护细部结构优化及应用研究》文中指出深基坑工程是一个十分庞杂的系统工程，在其设计过程中既要保证支护结构安全可靠又要造价经济，为了协调两者的关系，深基坑支护工程的优化设计就应运而生。由于深基坑支护工程的优化存在诸多难点，例如，1.设计变量中的连续变量和离散变量共存，变量数目众多，变量组合庞大；2.优化目标和设计变量的关系复杂，各个设计变量对优化目标的敏感性不一致，建立合理的显性表达式比较困难，所以传统的优化算法面对复杂的深基坑优化的问题往往无能为力，因此，寻找一种合理的、可行的优化算法成为关键。为了实现深基坑的优化设计，首先要解决以下四个方面的问题：一是建立一个以造价为目标的深基坑支护细部结构优化设计模型；二是分析不同支护型式的土压力计算方法；叁是建立深基坑支护设计力学模型；四是寻求能求出的优化设计模型最优解的优化算法。为此，本文以国家“十一五”科技支撑计划课题《基坑支护优化设计集成系统研究及深大基坑工程示范》为依托，选择了上述四个问题作为论文的研究课题。①对深基坑工程细部结构优化设计问题的进行了数学描述，给出了设计变量的选取、约束条件的确定、目标函数的建立叁方面的内容。分别对不同的支护结构的设计变量进行了敏感性分析，筛选出对优化结果影响较大的设计变量，归纳总结了深基坑支护细部结构的主要约束条件，构造出以综合造价为优化目标的最终优化目标函数，进而建立了深基坑支护细部结构优化设计数学模型；②为了求解优化设计模型中的约束条件，研究了深基坑不同支护型式的土压力和支护结构计算分析方法。首先从土压力的理论发展出发，研究了考虑墙背与土之间相互摩擦引起的剪切作用及放坡角度的土钉墙侧向土压力；然后分析了排桩和地下连续墙这两种支护结构在土拱效应下的土压力原理，分别对圆弧和悬链线两种拱形的土拱效应进行了分析，并两种拱形的计算结果进行了比较。根据两种土拱形状计算其平均竖直应力，由此得到了对应于不同内摩擦角和外摩擦角的侧土压力系数；将其用于水平微分单元法求解支护结构主动土压力，得到了其主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的解析公式；③针对叁种不同的深基坑支护结构，分别提出了各自稳定性约束的计算方法。首先，运用简单条分法对层状非均质土中土钉支护结构进行了稳定性分析，得出了最危险滑动面的搜索模型和最小安全系数的计算公式。然后，采用半无限大弹性空间内部水平矩形荷载作用下的Mindlin解来模拟弹簧刚度K，运用到排桩支护结构的弹性地基梁模型的弹簧刚度求解中，得到其内力和变形的理论计算式；最后，对半无限大弹性空间内部水平线性荷载作用下的Melan公式进行推导，得到条形荷载作用下的位移解答，并将解答运用在矩阵位移法中得到了地下连续墙的受力情况；同时，为了考虑逐步开挖和加撑的支护结构的变形和内力，采用增量法对施加在支护结构上的荷载进行修正，得出的支护结构的位移和内力更加符合实际情况；④采用动态自适应技术改进交叉算子p_c和变异算子p_m，提出了新的优化算法DAGA。这种算法克服了传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点，从而大大提高了优化算法的收敛速度和计算精度；在此基础上，建立了土钉墙、排桩和地下连续墙的优化系统，开发了“深基坑优化设计软件”。该软件在开发过程中，运用了VC进行了数据的控制与界面的开发，而对于改进遗传算法的实现则采用了Matlab，再通过COM组件的方法将二者相结合。在软件实现过程中成功地解决了程序的结构设计和COM组件部分这两类的技术难点，并完成了这两部分的封装，最终实现了软件的完整功能。⑤应用深基坑优化设计软件对北京王府井海港城项目深基坑支护工程进行优化分析。在优化设计中，保持深基坑支护结构原设计中预应力锚杆参数不变，对设计变量支撑位置、桩径、桩间距、嵌固深度和混凝土强度等级进行了优化。通过对原设计和优化结果的比较，验证了该软件完全适用于深基坑支护细部结构的优化设计领域。
李筱斌[9]2008年在《郑州会展宾馆深基坑支护方案优化研究》文中指出工程项目建设是一个不可逆的过程,为了工程的顺利实施,必须重视深基坑支护方案的优化问题,以避免对社会、环境的危害以及不必要的社会纠纷或经济损失。随着我国经济社会的不断发展,需要对深基坑支护方案的选择进行全面、深入地优化分析,因此,迫切需要一个更加科学、系统、实用的深基坑支护方案综合优选方法。深基坑支护方案优化在我国已有应用,其最终目的是所选择的深基坑支护方案综合最优。但是目前其指标体系不够完善,如何优化深基坑支护是目前比较关注的问题。本文在研究分析影响支护因素的基础上,通过对几个评价指标体系的对比分析,完善并建立了深基坑支护的多层次评估模型(包括5个二级指标13个叁级指标),并应用模糊综合评估及层次分析法进行分析,用专家调查法确定各项指标的权重,建立了郑州会展宾馆工程的深基坑支护方案评估模型并进行计算,根据计算结果得出郑州会展宾馆深基坑支护最优方案。本文以系统工程学的理论为基础,通过郑州会展宾馆深基坑支护优化的工程实例,采用模糊层次分析法开展了深基坑支护优化方法优化研究,主要进行了以下几个方面的研究工作:1.通过对几种深基坑支护指标体系进行比较研究,建立了深基坑支护方案优化叁级指标体系。2.利用模糊层次分析法计算各层次指标的特征权重,得出综合权重。3.根据郑州会展宾馆工程深基坑的特点,建立了本工程的深基坑支护优化指标体系。通过专家调查法建立方案指标评判矩阵。4.本文对郑州会展宾馆工程实例进行了模糊综合评估和深基坑支护方案优选,指导了工程实践。根据计算结果表明,该方法适用于郑州会展宾馆深基坑支护方案。
魏春明[10]2007年在《新伟商务大厦超大深基坑工程优化设计与施工》文中研究表明本文总结了深基坑工程的支护类型和适用条件，讨论了基坑支护方案的优化设计方法，结合上海软土地区大型基坑工程取得的成熟经验，介绍了大面积基坑工程的新型围护型式。针对新伟商务大厦超大面积深基坑工程的具体情况，运用深基坑工程优化设计原理，为解决施工过程中的实际问题，进行了深基坑工程的优化设计。该方法优化了基坑支护中的第二道钢筋混凝土水平桁架支撑，采用中心岛法施工结合竖向斜抛撑的设计，同时基坑内侧用深层搅拌桩加固土体。运用这种方法必须利用“时空效应”原理，合理设计基坑土方的盆式开挖顺序，分析出土路径，提高开挖和底板施工速度，减少基坑土体暴露时间。另外，配合水平和垂直运输的需要，提高施工效率，采用灌注桩加钢格构柱逆作法施工塔吊基础，使塔吊能够在基坑开挖前投入使用。由于这种水平支撑和斜抛撑相结合的复合支撑方法，在超大型深基坑工程中的应用还不够成熟，在施工中必须做好监测，及时指导施工，保证基坑和周边环境的安全。监测的数据也检验了设计理论的正确性。在施工过程中，为了预防事故发生和应对紧急情况，编制了深基坑应急预案，分析潜在事故的危险性，成立应急响应组织机构，准备应急救援物资设备，制定应急准备和响应控制措施。应急预案的实施为探索新型深基坑支护方法提供了有力的保障。实践证明，在超大型深基坑中，采用这种新型的深基坑支护方法是能够满足安全要求，同时可以节约造价，方便施工。
参考文献：
[1]. 深基坑支护方案优选研究及应用[D]. 刘兴华. 吉林大学. 2016
[2]. 深基坑排桩内支撑支护体系优化设计方法及对周围环境影响研究[D]. 李慧娜. 青岛理工大学. 2009
[3]. 西北地区常用深基坑支挡型式方案优选分析[D]. 李海珠. 兰州理工大学. 2006
[4]. 中冶南方大厦深基坑支护设计与应用研究[D]. 龙珊. 湖北工业大学. 2017
[5]. 客运专线隧道浅埋段长大深基坑支护优化与空间效应研究[D]. 雷明锋. 中南大学. 2008
[6]. 深基坑支护智能优化设计方法研究[D]. 吴子儒. 湖南大学. 2005
[7]. 深基坑支护优化设计与信息化施工研究[D]. 曹显春. 中国海洋大学. 2006
[8]. 深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏. 重庆大学. 2012
[9]. 郑州会展宾馆深基坑支护方案优化研究[D]. 李筱斌. 西安科技大学. 2008
[10]. 新伟商务大厦超大深基坑工程优化设计与施工[D]. 魏春明. 同济大学. 2007
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