浅论大型深基坑逆作法施工关键技术研究及结构分析

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1、同济大学土木工程学院博士学位论文大型深基坑逆作法施工关键技术研究及结构分析姓名：谢小松申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：徐伟20070601摘要逆作法施工在建筑密集的城市基坑工程中得到了越来越广泛的应用，其原理简单、经济和社会效益明显，但是施工组织复杂、工序繁多，在理论计算和施工实践中均有大量的问题需要解决。因此，对深基坑逆作法的施工技术与结构分析进行系统研究，对于指导工程的顺利进行、确保施工安全具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以上海目前最大的基坑工程——伸盛商业中心基坑工程为研究背景，对逆作法施工中的

2、若干关键技术及结构计算进行了深入研究，得到了一些可用于指导施工实践的结论．首先，本文对逆作法深基坑的设计计算理论作了探讨，主要包括水土压力的计算、地下连续墙的承载力、深厚比及沉降量的确定；并对不同形式的中间支承柱的荷载取值及承载力计算、地下室楼层内支撑梁的设计和底板的厚度进．行了讨论．其次，对大型深基坑逆作法旌工中的若干关键技术难点进行了专题研究，主要包括对地下连续墙的接头构造及施工质量控制、逆作条件的土方开挖方式及组织、逆作条件下地下室结构的各种连接节点构造和施工、逆作法旆工中差异沉降的产生及控制、地下室底板浇筑施

3、工中底板钢筋支撑体系及后浇带的处理；并重点讨论了决定支承柱承载能力的三个因素，即：立柱与立柱桩的连接方式、支承上部荷载的方式及支承柱垂直度。针对大型深基坑逆作法施工中的盆式开挖工艺，本文利用有限元法分析了预留土体坡肩宽度对地下连续堵变形的影响，并据此对上海地区软土中的经济坡肩宽度给出了建议取值；提出采用强度折减法对盆式挖土中预留土体土坡的稳定分析，并以具体工程为算例验证了本文方法的正确性；采用多场耦合的有限元法对底板大体积混凝土养护过程中温度裂缝的产生机理进行了理论研究，结果表明混凝土内外最大温差的出现时刻出现在第4

4、～5天，并提出了相应的控制措施。对逆作法基坑工程信息化施工中的监测一反演一预测一控制四个环节进行了探讨，提出了基于遗传算法的土体参数反分析理论并结合通用的有限元软件ANSYS二次开发技术，尝试编制了计算程序BATDCM，根据反分析得到的参数正演计算进行预测并根据预测结果提出了有针对性的控制措施。摘要本文总结了深基坑逆作法施工全过程模拟的三维非线性有限元理论，重点探讨了考虑流变效应的上海地区软土本构模型及参数的确定方法；围护墙的模拟方法；土．结构界面接触的模拟方法；土体初始应力场的模拟方法；土体开挖过程的模拟等进行了研

5、究。最后，采用上述方法对“中间顺作、周边逆作”的仲盛商业中心基坑工程进行了旌工全过程数值模拟，计算结果与实测数据较为吻合。为今后类似工程提供了理论支持和实践参考。关键词：施工，深基坑，逆作法，地下连续墙，关键技术，有限元法，全过程模拟，信息化施工ⅡAbstractABSTRACTMoreandmorehilghrisebuildingsandlarge-scalepublicstructures种beingbuiltinrecentyears．Alotofdeepfoundationpitsaleappearedan

6、dthesizeanddeptha∞increasing．Thebuildingconstructionmcelsproblemsofrestrictcontrol013．sitea懈andeiremstaneeprotection．Therealedensebuildings．1argen呦berofurbangroundpipesaroundmostofthesepits．Inresult,Top-DownConstructionMethod(TDCM)isgettingmoreandmoleapplicatio

7、n,嬲ail．effectivemethod．However,theTDCMhascomplexconstructionorganization,andmanycOlll'SCs．Whetll盯ontheory01"practice,therearcquitelotofproblemsandquestionsinTDCMneedtobesolved．Thereareimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvaluetostudyonthetechnologyandcal

8、culationofstruetm'einTDCM．inordertoen飘Ⅱethesafetyofengineeringandpeople’sfives．nlisdissertationiscarriedoutresearchandinvestigation013．thebaseoftholargestdeeppitengineeringo