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《福建农林大学》 2019年
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深基坑组合式支护体系优选及数值模拟研究

孙浩然  
【摘要】:本文以位于福州市台江区的融信洋中城地块九基坑支护工程为背景。首先通过工程定义及规范要求,初选出四种组合式支护体系方案;其次利用yaahp软件,建立层次结构模型,对基坑支护体系进行定量分析,从而选出最优方案;随后运用理正深基坑软件对最优方案,进行结构设计验算和支撑结构细部处理;最后在上述基础上,通过MIDAS/GTS NX软件对本工程进行三维模拟的研究,并与实际监测数据进行对比分析,验证三维模型的可靠性和最优方案的合理性。所得出的主要研究成果如下:(1)以工程初选出的四种组合式支护体系为依托;利用yaahp软件,选出本工程的4个指标和14个子指标,建立层次结构模型;并结合专家打分法和1~9标度法,通过群决策计算出四种方案的权重依次为:0.2693、0.2739、0.2798、0.1770,从而优选出最佳的支护方案:SMW工法桩+钢支撑(0.2798)。(2)以最不利条件的3-3剖面为研究对象,通过理正深基坑软件验算了最优方案“SMW工法桩+钢支撑”是满足本工程的安全稳定性要求的;其次通过数值模拟,对钢支撑进行细部优化处理,分析得出本基坑的辅助撑可使用型钢支撑代替钢管支撑,从而有效减少造价。(3)运用MIDAS/GTS NX软件进行三维模拟研究,经分析可知:对SMW工法桩建模时,“等效地连墙+插入型钢”相较于传统方法“直接等效地连墙”,能使得SMW工法桩变形减少5.6mm且与实测数据更接近。(4)通过数值分析得出:土体深层位移最大值为23.3mm,位于开挖面附近(土体深度5.44m处);冠梁位移最大值为19.6mm,位于基坑东侧中部;周围建筑物最大沉降值为11.2mm,位于罗武显王庙处;立柱最大竖向位移值为7.2mm,呈隆起状态,位于基坑中部靠右位置。并将各项目模拟结果与实测数据进行对比分析,其误差均在可控范围内,最大值均未超过预警值并且施工过程中的变形趋势大致相同;各项目的数值模拟最大值点与实际监测最大值点所处的位置也基本吻合。
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