西北地区常用深基坑支挡型式方案优选分析

• 作 者: 李海珠
• 发表日期: 2006年01期
• 关键词: 深基坑 排桩预应力锚杆 框架锚杆 土钉墙 优化 方案优选

如何在安全可靠的前提下,合理的选择基坑的支护型式,优化基坑支护设计,降低消耗,节约成本,促进经济和技术的最大结合是深基坑支护面临的重要课题,本文针对当前支护结构设计、计算较为复杂、设计、选型不当这一问题,围绕西北黄土地区深基坑支护方案优选和优化设计展开研究和分析。 根据西北黄土地区基岩基本特性,以及诸多实际工程的设计经验,适用于本地的支护类型主要有:排桩锚杆支护结构、框架锚杆支护结构、土钉墙支护结构。本文依据现行建筑基坑支护技术规程JGJ120-99,对以上几种支护结构设计方法进行了归纳、概括和总结,并对计算理论和模型进行了完善,主要表现在以下几个方面:①对于排桩锚杆支护结构,提出将锚杆考虑成弹性支座的多支点桩锚支护有限元计算模型,并给出了复杂超静定,应力、应变偶联方程的求解方法;②对于土钉墙支护,揭示土钉长度和直径变化与最危险滑移面位置改变的动态关联过程,并提出模拟施工丌挖过程的分级验算稳定性思想。 在以上理论分析的基础上,建立多支点桩锚、框架锚杆、土钉墙的优化设计模型,采用模仿自然界进化过程的遗传算法进行优化,并利用Matlab语言编制了相应的优化计算程序。 最后通过支挡结构在西北地区常见土质及坡高参数下优化设计结果的经济性分析对比,总结基坑支护特点及规律,提出一种深基坑支护结构方案优选方法,并编制了相应的方案选择流程图。通过引入工程实例,证明该优选方法适用可行,并且优化设计结果合理。本文的分析、计算和研究思路同样可以推广应用于其他地区深基坑方案优选及优化设计。