东大国际中心基坑工程优化与数值模拟

论文摘要

随着我国经济快速发展,城市建设规模不断扩大,开发利用城市地下空间是城市可持续发展和提高城市功能的必经之路,而基坑工程是进行地下空间开发的重要环节。基坑工程分为勘察、设计、施工三个阶段,内容涵盖勘测、基坑支护结构的设计和施工、地下水控制、基坑土方开挖和运输、基坑土体加固、基坑开挖过程中的工程监测和对周围环境的保护等。本文结合位于沈阳市区的东大国际中心基坑工程实际,本着安全、合理、经济的原则,针对该基坑工程的设计、施工存在问题进行了分析和研究,以过程优化为主导思想,通过对多名专家调研咨询所获得的结果,运用灰色理论对多个基坑方案进行分析及优选,确定选择多支点桩锚结构基坑支护方案,论文采用等值梁的静力学方法对确定的基坑支护方案进行了结构参数的计算和设计,并利用北京理正深基坑软件对该基坑工程进行土体的稳定性分析；在施工阶段,着重考虑基坑施工开挖顺序的时空效应、环境效应,选择确定了合理的开挖方式。FLAC是功能强大的岩土工程分析软件,适合数值模拟岩石、土或其它材料的非线性力学行为。本论文利用FLAC软件对东大国际中心基坑工程进行模拟开挖,分析了支护结构、地表、坑底位移变化过程,并考虑在不同单因素影响下和正交试验设计多因素影响情况下基坑围护桩水平位移的变化,得出一些重要结论,对基坑工程设计提供有益参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 基坑工程的主要内容与特点
• 1.1.1 基坑工程的主要内容
• 1.1.2 基坑工程的主要特点
• 1.2 国内外基坑工程发展概况
• 1.3 目前我国深基坑工程存在的问题
• 1.4 研究意义与内容
• 第2章 深基坑支护方案的优选
• 2.1 各类基坑支护方式
• 2.2 东大国际中心基坑工程工程概况
• 2.2.1 工程背景
• 2.2.2 工程地质
• 2.2.3 水文地质
• 2.2.4 场地周边交通
• 2.2.5 场区内地下管线及障碍物
• 2.3 本基坑工程特点及可行支护方案
• 2.4 基坑支护方案优选的步骤流程
• 2.5 运用灰色理论优选基坑支护方案
• 2.5.1 灰色理论多因素综合评判原理
• 2.5.2 灰色理论优选方案
• 第3章 深基坑支护结构的静力计算与设计
• 3.1 等值梁的计算方法
• 3.1.1 等值梁法的基本原理
• 3.1.2 计算步骤
• 3.2 锚杆的设计
• 3.2.1 锚杆的设计计算
• 3.2.2 锚杆的整体稳定性计算
• 3.3 单桩设计
• 3.4 基坑内被动区土体加固
• 3.5 整体设计
• 第4章 基坑土体稳定性分析
• 4.1 基坑底抗隆起稳定性分析
• 4.1.1 抗隆起验算
• 4.1.2 隆起量的计算
• 4.2 整体稳定验算
• 第5章 支护参数优化的数值模拟分析
• 5.1 分析软件的选用
• 5.1.1 PFC2D/PFC3D系列
• 5.1.2 PLAXIS
• 5.1.3 GeoStudio（GEO-SLOPE岩土工程分析软件）
• 5.1.4 ABAQUS
• 5.1.5 FLAC、FLAC3D
• 5.2 基坑工程开挖的FLAC数值模拟
• 5.2.1 建立网格
• 5.2.2 基坑开挖过程模拟
• 5.2.3 不同工况数值模拟结果分析
• 5.3 深基坑支护影响因素的优化分析
• 5.3.1 地面超载的影响
• 5.3.2 围护桩刚度的影响
• 5.3.3 围护桩入土深度的影响
• 5.3.4 基坑开挖宽度的影响
• 5.3.5 坑内土体加固的影响
• 5.4 支护参数优化的正交模拟试验分析
• 5.4.1 正交设计方法
• 5.4.2 试验计划
• 5.4.3 试验结果分析
• 第6章 基坑工程施工过程优化
• 6.1 开挖方式与顺序的优化
• 6.1.1 时空效应
• 6.1.2 分层开挖
• 6.1.3 分段开挖
• 6.1.4 盆式开挖
• 6.1.5 中心岛开挖
• 6.1.6 开挖方式的优化确定
• 6.2 动态设计及信息化施工技术方案
• 6.2.1 变形观测内容及目的
• 6.2.2 观测对象和工作量布置原则
• 6.2.3 分析反馈
• 6.2.4 最终成果和技术总结报告
• 6.3 环境效应
• 6.3.1 地表沉降与土层位移
• 6.3.2 基坑开挖对临近地下管线的影响
• 6.3.3 基坑变形控制的环保等级标准
• 第7章 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢