内撑式排桩支护结构的设计优化分析

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1、浙江大学硕士学位论文致谢本文是在导师龚晓寓教授的悉心指导指导下完成的。论文从选题、成稿及修改整个过程中，导师倾注了很多心血。龚老师严谨认真的治学态度、求实创新的科研作风、诲人不倦的敬业品德，给我留下了深刻的印象亦是我学>--j的榜样。至此论文完成之际，首先谨向龚老师表示深深的谢意和衷心的祝福!其次，本人还要感谢本人所在单位的刘恒新、张宏建、林松三位年轻同事。他们先后参与了单位组织的关于基坑支护结构优化设计专题的分析研究工作，同时，在本论文中，他们协助了部分基础数据的计算和本分插图的绘制工作。在此，也向他们表示感谢。另外，本人求学期间

2、，得到了本人所在班班主任丁元新老师、姜秀芳老师，学院刘涛涛老师、邬亚芳等老师的关心与热情帮助，在此一并表示感谢。需要说明的是，由于本人学术水平的局限性，文中可能出现的疏漏和错误由本人负责。最后，本人谨向为本文审阅、出席论文答辩会、付出辛勤劳动的各位教授、专家致以崇高的敬意!周爱其二oo八年十月于杭州浙江火学硕：t学位论文1绪论1．1课题研究背景基坑支护与开挖是土木工程中经常遇到的传统课题。随着城市化建设和地下空问利用的发展，基础工程和地下工程的数量越来越多，形式越来越多样化，基坑支护与开挖的规模和深度也越来越大，由此引起的强度、变形

3、和稳定性问题，及其对周边的环境影响也越来越受到重视。基坑支护与开挖既涉及到土力学的强度、变形与稳定性问题，又涉及到土与支护结构的共同作用问题，是一项综合性强的岩土工程课题。虽然土力学理论、计算与分析技术，测试仪器和手段以及施工技术的进步，为该课题的解决提供了有利条件，但是一方面基坑支护与开挖的设计计算理论，涉及面广泛，至今尚不成熟；另一方面，基坑支护与开挖是否顺利进行与实际开挖施工等密切相关，影响因素众多，难度大，稍有处理不当，问题会时有所闻。由此可见，基坑支护与开挖(以下简称基坑支护、基坑工程或围护结构)乃是一项技术复杂、带有经验

4、性和风险性的工程。u1当前，随着我国国民经济和城市建设的快速发展，城市化进程逐步加快，城市土地价值日益攀升，高层建筑与市政基础设施大量涌现，城市交通干线及城市轨道交通等需求13益强烈，地下空间开发力度逐渐加大。在上述开发背景下，服务于各种工程主体结构的基坑工程层出不穷且朝着“深、大、险、重”方向不断发展，对岩土工程与基坑支护与开挖行业带来了难得的机遇和严峻的挑战。回顾一下近年来国内尤其是沿海软土地区基坑支护与开挖的发展历程和已有的工程经验教训，不难发现基坑支护与开挖有如下发展趋势：(1)基坑支护与开挖工程正向大深度、大面积方向发展n

5、1，有的长度和宽度均超过百余米，深度超过二十余米。工程规模日益增大。(2)由于基坑周边有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，或基坑周边空间狭小，无放坡空问，对基坑的稳定与位移控制的要求很严。(3)由于基坑支护与开挖工程造价的提高，有的基坑要求采用支护结构与主体地下结构相结合的支护结构形式，采用各种不同的逆作法施工工艺等。事实上，各种不同的基坑支护与开挖工程有如下共同特点：(1)基坑交护工程一般多为临时工程(与主体地下结构相结合的类型除外)，设计1沥江大学硕士学位论文1绪论土的安全储备相对主体结构来得小些，但又与地区惶有关；(2)基坑

6、支护工程是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科，是多种复杂因素交互影响的系统工程，是藿论上尚待发展的综合技术学科。相比亍基坑工程实践而言，现有的基坑支护理论与设计计算方泫落后于工程实践；。(3)基坑所涉及到的岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条侔的复杂性、不均匀性、不确定性往往造成勘察所得的数据离散性很大，并且精确度较低，给基坑支护工程的设计、施工增加了难度；(4)基坑支护工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工失当等许多不利条件，其安全度的随机性较大，事故的发生往往具

7、有突发性。n1目前，基坑支护工程实践中，存在着以下两种极端的现象：一是由于设计和施工方面的冒进等原因而导致深基坑工程事故，造成重大经济损失；二是支护选型和设计极为保守，造成大量浪费。而后者往往更加难以引起人们的注意。‘31因此，在基坑工程实践中，基坑支护结构优化设计日益成为广大专业技术人员关注和探讨的课题。一般认为，基坑支护结构优化设计是工程结构优化设计思想在基坑支护设计领域中的有效运用。关于结构优化设计的思想方法与传统的结构设计完全不同。传统的结构设计，实际上指的是结构分析，其过程大致是假设一分析一校核一重新设计。重新设计的目的也

8、是要选择一个合理的方案，但它只属“分析”的范畴，且只能凭设计者的经验很少几次重复以通过“校核”为满足‘41，其本质上仅是诸多满足设计及规范要求解中的一种有效解而已。就基坑支护设计而言，不同的设计人员对同一基坑有着不同的设计方案和截面设