深基坑坑底回弹及逆作法开挖性状数值分析

论文摘要

深基坑开挖的逆作法以其诸多优点已在地下工程、市政工程中得到广泛应用,对逆作法基坑设计方法和开挖技术的研究将有力推动基坑工程的发展和进步。本文采用有限元数值分析方法对基坑逆作法施工开挖过程进行了模拟,分析了基坑逆作下地连墙水平位移、立柱(桩)与地下连续墙沉降及差异沉降、坑底回弹、桩体受力以及桩土相对位移等规律,并与正常顺序开挖基坑的情况进行了对比分析,在此基础上又对地连墙的入土深度和截面厚度这两个重要设计参数进行了讨论,以便使之得到优化和调整。主要研究成果有:(1)基于天津市软土进行了多层土体的卸荷回弹试验,并分析了土体卸荷比、回弹率和回弹模量之间的关系,用于回弹量的计算和分析。(2)对逆作基坑内抗拔桩承载性状进行了分析,得出抗拔桩侧摩阻力与桩土相对位移量的关系及桩侧阻力微分方程,可作为抗拔桩的设计参考。(3)地下连续墙的水平位移随着开挖卸载向基坑内逐渐增大,但由于楼板的强大水平支撑作用,使得后续工况在楼板支撑点位置的位移值几乎没有增加,而支撑点以下的墙体位移值均有不同程度的增加。(4)基于本文工程实例,得出:基坑逆作法施工设计过程中地连墙厚度和入土比应该限制在一定合适的范围内,认为入土比在0.5～0.8之间,墙体厚度在800～1000mm之间都是合理的,可以满足工程设计的要求。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 基坑回弹国内外研究现状
• 1.3 抗拔桩承载性状国内外研究现状
• 1.4 基坑逆作法国内外研究现状
• 1.5 本论文主要的工作和研究方法
• 第二章 深基坑回弹变形分析
• 2.1 基坑回弹变形机理分析
• 2.2 基坑坑底变形计算方法和分析
• 2.3 天津典型软土回弹变形参数实验研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 逆作法下基坑内抗拔桩侧摩阻力分析
• 3.1 抗拔桩破坏形态
• 3.2 桩侧摩阻力的发挥过程
• 3.3 桩侧摩阻力与桩土相对位移的近似解
• 3.4 桩侧阻力微分方程
• 3.5 本章小结
• 第四章 逆作法基坑开挖性状数值分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 计算假定与计算模型
• 4.2.1 有限元网格及计算域的划分
• 4.2.2 有限元法的分析理论
• 4.2.3 计算工况
• 4.3 计算结果分析
• 4.3.1 不同开挖条件下地下连续墙水平位移分析
• 4.3.2 立柱（桩）与地下连续墙沉降及差异沉降变化分析
• 4.3.3 开挖过程中桩体的受力特性
• 4.3.4 桩土相对位移分析
• 4.4 基坑逆、顺作法施工计算结果的对比分析
• 4.4.1 计算工况
• 4.4.2 地下连续墙水平位移的比较
• 4.4.3 坑底隆起的比较
• 4.5 基坑逆作法施工方案优化设计
• 4.5.1 地连墙设计中的控制条件
• 4.5.2 地墙厚度的影响
• 4.5.3 地墙入土深度的影响
• 4.5.4 逆作法基坑施工工程实例统计
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录