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随着国民经济的迅速发展,现代化建设进程的不断加快,各类高层建筑如雨后春笋般矗立。但是,人口的剧增以及城市的规划使得城市可用建筑面积急剧减少,以前的城市横向无限扩展的模式必须宣告结束,伴随而来的必须是纵向发展模式,从而提高空间的利用率。就目前来看,修建大型的地下仓库、地下停车场等无疑缓解了城市土地资源紧张、城市空间不足的矛盾。
大量的基坑工程集中在市区,人口密集度高,施工场地狭小,周围环境条件复杂。基坑工程不仅要保证支护结构及基坑本身的安全,而且还要保证周围建(构)筑物的安全和正常使用,可见基坑工程支护结构设计的重要性。目前的实际工程中存在两种极端现象:一是由于设计和施工方面的原因,导致深基坑工程事故,造成重大的经济损失;二是在支护结构的选型和设计上过于保守,造成浪费。因此,选择一个合理的方案,既能保证基坑及其周围环境的安全稳定,又能够在工程成本方面经济可行,成为目前一个急待解决的课题。
深基坑工程是一个复杂的系统工程,具有难度大、投资大、风险大等特点,因此深基坑支护结构的优化设计关系到基坑工程的安全和经济这两方面根本问题。通过基坑支护结构的优化,可以缩短设计周期,提高设计质量,节约大量的投资,从而产生经济效益、社会效益和环境效益。
总结本文的工作,主要有以下几方面内容:
(1)本文首先介绍了基坑工程的国内外研究现状、基坑工程的特点以及桩锚支护深基坑的结构设计计算方法和目前存在的问题并提出了本文研究的内容及意义;
(2)介绍了桩锚支护深基坑的基础设计理论,重点介绍了支护设计时的土压力的方式和特殊情况下的土压力,并对深基坑稳定性验算方面的理论进行了介绍;
(3)结合具体的基坑工程,根据其工程概况和工程地质条件,秉着经济、合理、安全、方便施工的原则,依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99),采用桩锚支护方式,对深基坑工程进行支护设计,并通过整体稳定验算、抗倾覆稳定性验算、抗隆起验算和隆起量计算,充分验证了基坑是稳定的,设计是合理的;
(4)利用ANSYS有限元软件模拟基坑开挖实际步骤,重点模拟和分析了随着开挖步的进行,深基坑水平位移、沉降变形以及应力,结果显示,数值模拟值与规范设计计算值较为接近,并得出了一些有实际意义的规律与结论;
(5)在分析实例基坑变形的基础上,对桩锚支护中锚索的参数对基坑变形的影响进行分析,得出一般的结论,为同类的工程提供一定的参考。