软土地区深基坑支护系统优化设计探讨

来源 :中国地质大学 中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiuki
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深基坑工程是指在地表以下的一个地下空间及其配套的支护体系。基坑支护是指是为了保证基坑土方开挖、基础施工的顺利进行以及基坑周边环境安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。深基坑工程是一门综合性很强的工程,它涉及到岩土、水文、结构、环境等多个方面,一直以来都是岩土工程界的难点,软土地区深基坑由于软土地层力学性质更差、地下水条件更复杂等原因,其难度更为突出。统计资料表明,在各种基坑事故中,因设计不合理造成事故占据着很大的比例,因此,进行深基坑支护系统优化设计方面的研究与探索具有重要意义。本文以软土地区深基坑支护系统设计为研究对象,主要进行了以下工作: 本文第一章总结了深基坑的历史和现状以及我国深基坑工程的特点,总结了基坑开挖方法的分类以及各种分类的适用条件;在支护开挖这一部分详述了常见的基坑支护结构类型及其特点和适用场合;本章最末,概括了软土的特性,分析了软土边壁的流鼓破坏模式,在此基础上,总结了软土地区常用的深基坑支护结构形式,并分析了各自的利弊。 本文第二章系统总结了深基坑支护系统设计的理论基础,主要包括水、土压力的计算、围护结构内力、变形计算以及支撑拉锚体系的计算和设计、基坑稳定性验算的主要内容和方法。 本文第三章围绕深基坑支护系统优化设计这一中心问题展开论述。本章首先对深基坑工程支护系统优化设计的现状以及支护系统设计的特点进行简单总结,详细阐述了“方案优化→细部优化→信息化施工”的支护系统优化设计流程,并且详细论述了各个阶段优化设计的主要内容。本章将将方案优化作为重点,详细介绍了层次分析法的原理,建立了基坑支护系统优化设计层次结构模型,并将多目标模糊决策理论与层次分析相结合,详细论述了基坑支护系统方案优选的方法和步骤。 本文第四章以一软土地区失败的深基坑工程为背景,首先分析了原始设计方案未能成功的主要原因,然后在本工程治理方案设计中,按照前文所述的支护系统优化设计流程详细论述了优化设计方法的具体运用:在方案优化阶段,结合本工程的地质条件和前期已施工的情况以及周边环境特征,有针对性的建立了适合本工程的层次优化模型,并运用层次分析法确定了各个影响因素相对于最高优化目标的权重,然后,运用多目标模糊决策理论从最优方案集中选择出一个最优方案;选定最优方案后在细部优化阶段,分别介绍了围护结构细部优化和支撑系统细部优化,并对优化效果进行了验证计算;在信息化施工阶段,文章结合信息化监测所获得的水位、水平位移、内支撑轴力、沉降等资料论述了基坑监测对施工的指导作用。本章还将实测的不同深度水平位移、内支撑轴力值与计算值进行对比,分析了实测值与计算值产生差异的原因,得出了软土地区深基坑支护系统设计的几点体会。本章最后对本工程优化设计仍未解决的问题进行了陈述。 文章最后对全文的研究成果进行总结,认为在软土地区深基坑工程支护系统设计过程中运用层次分析法,理论充分、层次清晰、计算较简单,能够将深基坑支护系统设计这一复杂问题简单化,并能准确全面地反映深基坑支护系统的状况、特点以及决策者的要求;运用多目标模糊决策理论进行方案优选,可评价支护方案在多个目标期望方面表现出的整体优或劣属性,因而能够避免设计方案的片面性和局限性。将AHP分析法和多目标模糊决策理论相结合运用于基坑支护系统设计,具有重要实践意义。
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