填海地区深基坑工程施工研究

论文摘要

唐山曹妃甸新区开发建设是我国十一五期间（2006-2010）全国最大的项目集群。目前曹妃甸地区已经进入高速发展期,大量的基坑工程需要进行建设,但是在填海地区进行基坑工程施工的经验尚不充足,也缺乏填海地区基坑工程相关的计算理论与合理的设计方法。因此,迫切需要通过现有的基坑工程进行填海地区基坑工程变形特性的研究,以便为今后在该地区基坑工程的设计提供相关数据支持,同时为相关基坑工程的计算理论发展提供参考;另一方面需要对填海地区基坑工程的施工组织进行经验总结,对施工过程中的决策与控制进行针对性的研究。因此,本文在总结以往研究成果的基础上,以唐山市曹妃甸地区基坑工程为依托,开展了以下几方面的工作:（1）深基坑工程围护结构变形及影响因素的理论研究。总结以往对深基坑围护结构变形研究的成果,在以往研究成果的基础上根据填海地区土层特点讨论该地区基坑工程围护结构的变形特点及影响因素。（2）依据填海地区工程地质特点、水文特征、工期要求及施工条件、机械条件等综合因素探讨了在填海地区进行深基坑开挖时根据不同情况可采取的支护方案。（3）以曹妃甸地区某基坑工程为例,采用大型有限元计算软件MIDAS/Civil按照“荷载—结构”方式进行三维建模分析。为填海地区基坑工程的三维建模提供了思路,并分析了基坑工程的变形特性。（4）采用过程控制论的方法结合填海地区基坑工程的特点阐述了在填海地区进行基坑工程施工的过程控制方案。对控制方案中的目标确定、方案制定、施工监测的原则、过程控制方法分别进行的讨论。（5）采用AHP法对填海地区深基坑工程的决策进行了分析,建立了影响因素判断四阶矩阵,得出归一化后的影响因素向量。为日后填海地区基坑工程的决策提供了参考依据。（6）通过实测数据进行了填海地区深基坑工程墙后地表沉降的研究,对该区域影响地表沉降的因素进行了总结。（7）分别采用时效抛物线法、分段时效抛物线法、时效曲线法对填海地区基坑工程墙后地表沉降趋势进行预测,其中时效曲线法是最为有效的方法,以本基坑工程为例给出了进行时效曲线法预测的matlab程序。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 基坑工程发展概况
• 1.2 深基坑工程的特点及研究现状
• 1.2.1 深基坑工程的特点
• 1.2.2 深基坑工程的研究方法
• 1.2.3 深基坑工程研究的发展趋势
• 1.3 深基坑工程的若干问题
• 1.3.1 深基坑的开挖形式
• 1.3.2 深基坑围护体系
• 1.3.3 深基坑工程的地下水控制
• 1.3.4 深基坑工程监测及环境保护
• 1.4 工程概况
• 1.5 本文研究内容及意义
• 第二章 深基坑工程的变形特征及其影响因素
• 2.1 深基坑开挖的变形特征
• 2.1.1 基坑开挖后周边土体应力状态
• 2.1.2 深基坑开挖后的变形
• 2.1.3 墙体位移对土压力的影响
• 2.2 深基坑工程变形的影响因素
• 2.2.1 自然水文地质因素对基坑工程变形的影响
• 2.2.2 设计因素对深基坑工程变形的影响
• 2.2.3 施工因素对深基坑工程变形的影响
• 第三章 填海地区深基坑支护方案比选
• 3.1 填海地区深基坑工程特点
• 3.2 常用深基坑支护方案
• 3.2.1 桩墙—内支撑支护方案
• 3.2.2 板墙—预应力锚索支护方案
• 3.2.3 重力式水泥土挡墙支护方案
• 3.2.4 土钉支护方案
• 3.3 深基坑支护方案选定原则
• 3.3.1 基坑工程支护方案选用的基本原则
• 3.3.2 本工程基坑支护方案的原则
• 3.4 深基坑支护评价目标体系
• 3.5 工程地质及水文地质概况
• 3.5.1 工程地质概况
• 3.5.2 水文概况
• 3.6 围护结构方案比选
• 3.6.1 板桩+水泥搅拌桩方案评价
• 3.6.2 地下连续墙方案评价
• 3.6.3 双壁钢围堰方案评价
• 3.6.4 SMW工法桩方案评价
• 3.6.5 钢筋混凝土钻孔桩+素混凝土灌注桩+旋喷止水帷幕方案评价
• 3.6.6 锁口钢管桩方案评价
• 3.7 支撑结构方案比选
• 第四章 支护结构有限元模拟
• 4.1 建模思路及说明
• 4.2 建模参数取值
• 4.3 侧向荷载计算
• 4.3.1 水土压力分算法
• 4.3.2 水土压力合算法
• 4.3.3 模型中水土压力的计算
• 4.4 有限元计算结果
• 4.4.1 钢管桩内力
• 4.4.2 支撑内力
• 4.4.3 围檩内力
• 4.4.4 围护结构变形
• 第五章 填海地区深基坑工程施工控制与决策
• 5.1 概述
• 5.2 填海地区深基坑工程施工过程控制
• 5.2.1 确定控制目标
• 5.2.2 深基坑工程施工过程控制控制方案制定
• 5.2.3 填海地区深基坑工程施工监测基本原则
• 5.2.4 填海地区深基坑工程施工过程控制
• 5.3 填海地区深基坑工程施工决策
• 5.3.1 AHP法的理论基础与评价程序
• 5.3.2 填海地区深基坑工程AHP法评价实例
• 第六章 填海地区深基坑工程墙后地表沉降实测研究及预测
• 6.1 墙后地表沉降随时间的发展
• 6.2 墙后地表沉降预测
• 6.2.1 时效抛物线法
• 6.2.2 分段时效抛物线法
• 6.2.3 时效曲线法
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 进一步研究展望和建议
• 参考文献
• 致谢