高层建筑深基坑支护施工技术分析_开题报告

（开题报告）

1.文献综述

1.1研究背景

改革开放以来，随着城市化的飞速发展，城市土地资源越发紧缺，因此，发展地下空间、高层建筑是一种不可避免的趋势。现在，每个城市的高楼大厦已司空见惯，在大一点的城市几乎随处可见，而且建筑的高度还在不断升高，高度超过500m的建筑也不是新闻：上海中心，高632m；平安金融中心（深圳），高599米；天津117大厦，高596.5m；广州周大福金融中心，高530m等等。越来越高的建筑是城市可持续发展的需要，我国城市人口比重不断加大，为了提高土地利用率，高层建筑是一种不可避免的趋势，同时必然需要大规模深基坑工程的开挖和支护，建筑深基坑工程的复杂性逐渐凸显出来。

建筑深基坑工程是一项多种复杂因素相互影响的系统性工程，是岩土、结构以及施工技术相互交叉的工程，很多理论还有待发展。由于深基坑工程的复杂性和理论及经验的缺乏性，导致工程事故时有发生，造成很多经济损失，在一定程度上阻碍着高层建筑在我国的发展。因此，随着社会的快速发展和城市化的需要，如何保证在安全可靠的原则下，合理地选择基坑支护方案，优化基坑支护结构设计，降低成本，是建筑深基坑工程面临的重要研究方向。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

我国深基坑工程风险的研究起步比较晚，近些年来才有所发展，较早开始研究这一领域的专家有高大钊、包承纲等。高大钊教授(1983，1984，1987)前后撰写了数篇学术^范文比较系统地介绍了岩土工程可靠度的基本理论。包承刚教授(1985)应用概率分析的方法对多层地基沉降性问题进行了研究。包承刚教授(1989)还研究了岩土工程概率分析中的若干相关问题。岩土工程的可靠性研究近些年被更多学者所关注并涉足，使其有了迅速的发展。

基坑工程的支护结构失效概率方面的研究在后来也得到了有效的发展。李惠强等用(2001)故障树分析法对某基坑工程边坡开挖进行研究分析；仲景冰等(2003)首次将工程失败学引入到工程风险分析当中；廖瑛研究了深基坑支护结构抗倾覆破坏的形式及其稳定可靠性问题 (2003)，还用 JC 方法计算分析了基坑支护结构的稳定可靠度系数(2004)；许梦国（2004），李大勇(2000)，陈龙(2004)，姚翠生(2005)等学者对我国深基坑风险研究做出了很大贡献。

在我国，同济大学在工程应用方面的相关研究是比较系统的。丁士昭教授研究了地铁建设项目中的风险和保险模式，并将其应用于上海地铁一号线工程项目、广州地铁首期工程中；同济大学针对沪崇通道工程项目进行的风险评估涉及到工程项目建设的整个过程。可见，随着我国经济的不断发展，地下空间的利用率也是越来越高，深基坑风险管理研究必将进入一个新台阶。

1.2.2国外研究现状

深基坑是主体结构的地下部分需要施工时，为了提供地下的施工空间，保护周围的环境和建筑不受影响，而采取的一系列措施。这一概念首先出现于欧美一些国家，开挖深度大于或等于 7m 的基坑一般被基坑工程界称为深基坑。基坑工程涉及到土与支护结构的共同作用问题，变形问题，还涉及到土力学中典型强度问题[5]。深基坑工程风险研究越来越被更多的国外学者所重视。

A.Casagrande(1965) 在 “ 太 沙 基 讲 座 ” 中 ， 首 先 提 出 计 算 风 险 的 问 题 ；T.H.W(1970)对建筑基础、斜坡等安全性问题进行了研究；E.H.Vanmareke(1977)对边坡的安全可靠度及其稳定性进行了研究分析；O.G.Ingles(1978)[12]将统计学和可 靠 度 分 析 应 用 到 岩 土 工 程 设 计 和 施 工 中 ， 并 取 得 了 良 好 的 研 究 效 果 ；R.V.Whitman(1984)首次计算了风险的评估问题，并应用于岩土工程中，得出了岩土工程风险评估的基本流程和方法；W.H.Tang(1984)对岩土工程规划和设计进行 了 研 究 及 优 化 ， 给 出 了 岩 土 工 程 常 用 的 设 计 方 法 ； K.S.Li(1987) ，Christian(1992)，Morgenstern(1995)，K.Ho(2000)等学者对岩土工程风险的研究都做出了重大贡献。

20 世纪 90 年代初，美国国家科学研究委员会成立了一个研究小组，全面研究了在岩土工程风险分析中可靠度方法的应用。

此 外 ， Matsuo(1980) ， Bjerrum(1996) ， T.D.0 Rourke(1976) ，M.D.Boscardin(1979)，P.B.Attewell(1986)等学者，对基坑支护结构开展了比较系统的可靠性研究。

J.B.Burland 和 J.R.Standing(2002)采用了三阶段风险评估理论分析了地铁隧道施工对周围建筑物的影响。MoorakSon提出了四阶段的风险分析方法，并用它评估基坑开挖而造成建造物的破坏。

1.3存在的问题

上述的优化理论和方法在基坑支护方案的优选和优化设计方面取得一定的成果，对理论研究和实践都起到了积极的促进作用，但是作用还是有限的，理论还不够完善，需要进一步的研究。当前的理论和方法有着自己的缺点：基坑支护工程是一个系统的工程，但目前的优化设计理论却人为地将支护设计分为两个步骤，支护方案的优化选择和支护方案的优化设计。设计者往往依据以往的经验从几种可能的支护方案中选出一个相对合理的方案，然后对该方案进行参数的细部优化，虽然起到了优化的效果，但是方案选择和方案设计是一个统一的密不可分的整体，人为地强行割裂没有真正的对整个基坑工程系统进行优化。

基坑支护中的另一个问题是，影响因素非常多，而且多为离散型的变量，设计的时候很难建立基坑支护参数的最优组合，而且求目标函数解非常复杂，同时设计变量含有一定数量的不确定因素，优化目标和设计变量间很难建立明显的目标函数关系。同时目前的优化方法只能解决一部分问题，并没有形成一套成熟的适用大部分基坑支护设计的优化理论，因此寻求更好的优化方法理论很有必要。

2.^范文提纲

1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3存在的问题

1.4 本文研究的主要内容及方法

2 建筑深基坑支护结构方案优选理论研究 

2.1 深基坑常用支护结构类型

2.2 深基坑支护方案优选的理论研究

2.3 深基坑支护方案优选模型建立和模糊综合评判优选

2.4 基坑支护细部优化

3 方案优选分析

3.1 工程概况

3.2 拟建场地岩土工程条件

3.3 拟建场地环境条件

3.4 基坑安全等级的确定

3.5 基坑支护方案的初选

3.6 基坑支护方案的优选

4 基坑支护数值分析

4.1 基坑支护方案的细部设计

4.2 PLAXIS 有限元软件

4.3 支护模型的建立

4.4 计算结果分析

4.5 基坑支护方案参数优化设计

5 工程实例分析

5.1工程概况

5.2深基坑支护方案

5.3支护方案计算

6 结论与建议

3.参考文献

【1】Elmer W. Brooker , Herbert O. Ireland,Ireland H.O.Earth Pressure at Rest Related to Stress History.Canadian Geotechnical Journal,1965,2:1-15

【2】陈昌富，吴子儒，等.水泥土墙支护结构遗传进化优化设计方法.岩土工程学报，2005（2）：224-229

【3】陈页开，汪益敏，等.刚性挡土墙被动土压力数值分析.岩土力学与工程学报，2004,23（6）：980-988

【4】冯玉国，王渭明.深基坑支护方案灰色物元分析优化模型及其应用.岩土力学，2009,（8）：2467-2470

【5】贾宁.有限填土静止土压力系数计算方法研究，岩土工程学报，2012,7：1333-1337

【6】傅志峰，吴晓云，刘芳，等.支护结构嵌固深度的计算分析.2011

【7】刘国彬，王卫东.基础工程手册.北京：中国建筑工业出版社，2009，147-149

【8】杨自厚，许宝栋，董颖.多目标决策方法.沈阳：东北大学出版社，2006

【9】钟正雄，杨林德.土钉挡墙技术的发展与研究，工程勘察， 1999，44-45

【10】周瑞福.浅谈土钉墙基坑支护技术.黑龙江科技信息，2012（6），246