紧邻高层楼群基坑开挖管锚支护设计与变形破坏控制研究

论文摘要

随着我国国民经济建设的快速发展,城市扩展和建设改造的步伐也越来越快,大量高层建筑随之迅速出现。城市建设的发展,自然会带动地下空间的开发利用,于是便产生了大量的基坑工程,其规模和深度也不断加大,特别是紧邻高层楼群的基坑开挖,由于特殊的地理环境,非常容易造成事故的发生,因此类似基坑在施工过程中的安全性和稳定性成为人们关注的焦点。论文结合实际工程,进行了紧邻高层楼群基坑开挖管锚支护设计与变形破坏控制研究,并应用于实体工程,保证施工安全。论文针对基坑开挖引起建筑倒塌与地面塌陷两例工程事故,结合事故现场资料,运用Phase2D与Plaxis2D有限元软件,建立二维模型,反演基坑开挖对建筑物以及地面的影响过程,认识了建筑倒塌及地面塌陷原因；通过对不同工况下桩锚复合支护的对比,揭示了桩锚复合支护的作用机理；针对依托工程基坑开挖过程中存在的问题,采用理正深基坑软件对基坑支护结构进行设计优化,确定了基坑边壁的支护形式；在以周围楼群对基坑边壁影响程度不同分类基础上,进行了紧邻高层建筑基坑开挖与支护过程分析,揭示了楼房桩基对基坑边壁变形破坏影响规律；以Midas-GTS有限元分析软件为手段,考虑紧邻高层建筑存在情况下,对基坑阴阳角开展了空间力学分析,认识了高层建筑、基坑边壁位移及管锚支护内力的变化规律；运用探地雷达技术,进行地下变形裂缝深度检测,解释了产生地表裂缝的真实原因,并提出变形破坏控制有效措施。论文开展的紧邻高层楼群基坑支护优化以及变形破坏研究成果,可为类似高层建筑与基坑工程建设提供借鉴经验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 研究目的、意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 基坑计算理论
• 1.3.2 基坑设计优化
• 1.3.3 基坑施工
• 1.3.4 基坑桩锚复合支护结构
• 1.3.5 基坑事故及处治方法
• 1.3.6 基坑变形控制
• 1.3.7 在建楼房倒塌事故分析
• 1.3.8 地铁基坑事故分析
• 1.4 本论文研究思路与启示
• 1.5 主要研究内容
• 1.6 本论文技术路线
• 第2章 基坑开挖引起建筑倒塌与地面塌陷分析
• 2.1 基坑开挖引起建筑倒塌分析
• 2.1.1 事故发生
• 2.1.2 事故原因分析
• 2.1.3 基坑开挖引起建筑倒塌数值模拟分析
• 2.2 基坑开挖引起地面塌陷分析
• 2.2.1 事故发生
• 2.2.2 事故工程环境
• 2.2.3 事故原因分析
• 2.2.4 基坑开挖引起地面塌陷与建构筑物破坏分析
• 2.3 桩锚复合支护类型与强度折减数值模拟分析
• 2.3.1 桩锚复合支护结构工程实例
• 2.3.2 桩锚复合支护一般类型
• 2.3.3 桩锚复合支护类型强度折减数值模拟分析
• 2.3.4 桩锚复合支护作用破坏模式与机理分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 依托工程及设计优化
• 3.1 依托工程概况
• 3.1.1 紧邻高层建筑基坑开挖施工
• 3.1.2 紧邻高层建筑基坑开挖支护方案
• 3.1.3 紧邻高层建筑基坑施工监测
• 3.2 紧邻建筑物基坑施工稳定性影响分区
• 3.3 施工设计管锚支护验算与优化
• 3.3.1 加密支护桩设计
• 3.3.2 增加一排锚杆设计
• 3.3.3 加长放坡段土钉设计
• 3.3.4 最终处理措施
• 3.4 本章小结
• 第4章 紧邻高层建筑基坑开挖与支护过程变形破坏分析
• 4.1 紧邻高层建筑基坑开挖分析方法
• 4.2 分析模型建立与计算参数选取
• 4.2.1 分析模型建立
• 4.2.2 本构模型选取
• 4.2.3 计算参数确定
• 4.3 数值模拟分析方法与计算步骤
• 4.4 紧邻建筑物基坑开挖与支护过程变形破坏分析
• 4.4.1 紧邻5#楼基坑开挖与支护过程变形破坏分析
• 4.4.2 紧邻38#楼基坑开挖与支护过程变形破坏分析
• 4.4.3 两模型对比分析
• 4.5 紧邻高层建筑基坑阴阳区力学特性分析
• 4.5.1 三维基坑有限元模型建立
• 4.5.2 仅考虑钢管桩支护基坑阴阳区力学特性分析
• 4.5.3 考虑单双排锚杆基坑阴阳区力学特性分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 地下通道开挖引起地表变形与开裂检测分析
• 5.1 通道开挖地表开裂变形
• 5.2 地表开裂变形探地雷达检测
• 5.2.1 探地雷达检测方法
• 5.2.2 地表裂缝深度检测与分析
• 5.3 地下通道开挖支护边壁验算与评价
• 5.4 基坑支护边壁与地表变形破坏控制
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介