四川德阳人民医院大楼基坑工程环境效应研究

论文摘要

随着工程规模越来越大,以及地下空间的开发利用,深基坑失稳及变形引起的环境岩土工程问题更加严峻。由于岩土工程自身的复杂性和不确定性,引发诸多环境工程问题与工程事故,造成了巨大损失和社会影响。因此探讨深基坑工程的环境效应是当前的重要课题。本文以四川省德阳市第二人民医院大楼基坑工程为例,就基坑开挖引起的临近建筑物变形和内力变化情况进行研究。主要研究内容及获得结果如下：(1)通过土压力等效和建筑物附加荷载简化,分析桩锚支护结构受力情况,利用弹性地基梁法建立桩锚支护结构的计算模型,推导出桩身侧向位移曲线。采用等弯矩法计算确定了锚索位置和锚索力,并通过位移控制确定最终支护方案。(2)通过基坑开挖引起的有建筑物场地沉降计算公式,针对德阳市第二人民医院基坑工程中建筑物处于基坑阳角处的特殊情况,叠加确定建筑物基础的不均匀沉降。采用SAP2000结构分析软件研究建筑物在基础不均匀沉降下的变形和附加内力情况。(3)采用FLAC3D有限差分软件,建立了考虑建筑物—支护结构—岩土体共同作用的基坑开挖数值分析模型,模拟现场建筑物作用下基坑开挖引起的位移场变化情况以及建筑物变形和内力变化情况。结果表明,采用桩锚支护结构可以很好的控制建筑物变形,确保建筑物的变形在安全的使用范围内,不影响建筑物的正常使用。(4)通过建筑物框架结构计算结果和数值模拟结果对比分析,可以得出建筑物变形和附加内力在规律和量级上较接近,说明基坑开挖引起的有建筑物场地沉降简化计算公式以及阳角处建筑物基础沉降叠加的估算方法的可行性。得出基坑阳角处建筑物沉降变形系数δ,供今后类似工程参考借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 基坑工程研究概况
• 1.2.2 土压力理论研究
• 1.2.3 支护结构的设计计算
• 1.2.4 基坑开挖对环境影响的研究
• 1.2.5 现有研究存在的不足
• 1.3 本文的主要研究内容及思路
• 1.3.1 论文研究的内容
• 1.3.2 论文研究思路及方法
• 第2章 工程及岩土工程条件概况
• 2.1 工程概况
• 2.2 岩土工程条件
• 2.2.1 地形地貌特征
• 2.2.2 场地地层构成及特征
• 2.2.3 水文特征
• 2.3 场地地震效应
• 2.3.1 场地抗震设防烈度
• 2.3.2 场地类别及地震液化评价
• 2.4 该深基坑工程关键技术难题
• 2.5 本章小结
• 第3章 基坑开挖引起的地表位移及建筑物变形简化计算
• 3.1 基坑开挖变形性状
• 3.1.1 基坑变形现象
• 3.1.2 锚撑支护结构变形
• 3.2 基坑开挖变形计算
• 3.2.1 基坑开挖引起的有建筑物场地地表沉降
• 3.2.2 基坑开挖引起侧向变形分布规律
• 3.3 桩锚支护结构侧向变形理论分析
• 3.3.1 桩锚支护结构加固土体机理
• 3.3.2 桩锚支护结构计算基本假定
• 3.3.3 嵌固段桩身内力、变位的计算
• 3.3.5 悬臂段桩身内力、变位的计算
• 3.4 二医院基坑工程变形计算
• 3.4.1 土压力和荷载简化计算
• 3.4.2 等弯矩法确定锚索位置和锚索力
• 3.4.3 位移控制确定支护方案
• 3.4.4 支护结构侧向变形计算
• 3.4.5 建筑物沉降变形计算
• 3.4.6 基于地表沉降的建筑物附加内力计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 基坑支护与临近建筑物的数值分析
• 4.1 概述
• 4.2 数值模型建立及边界条件
• 4.2.1 模型建立
• 4.2.2 参数选取
• 4.2.3 边界条件
• 4.2.4 工况模拟
• 4.3 数值模拟结果分析
• 4.3.1 地表位移分析
• 4.3.2 排桩位移分析
• 4.3.3 锚索受力分析
• 4.3.4 建筑物变形及内力分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 理论分析与数值模拟对比研究
• 结论
• 致谢
• 参考文献