1、深基坑工程是當前巖土工程領域中的熱點與難點問題之一。要確保基坑結(jié)構的穩(wěn)定,在很大程度上依賴于支護參數(shù)的選取。支護參數(shù)過大,雖然能保證結(jié)構的穩(wěn)定,但會造成支護費用的浪費;反之則不能保證結(jié)構的安全。如何在有效控制基坑變形的同時,能夠使工程既安全又經(jīng)濟,是人們一直探索的課題。
　　 本文在對國內(nèi)外基坑工程的相關研究成果、土壓力理論以及支護結(jié)構設計理論進行系統(tǒng)歸納、總結(jié)的基礎上,以南京市緯三路過江通道江北盾構工作井為依托工程,分別采用彈

2、性地基梁法和連續(xù)介質(zhì)有限元方法對工作井進行數(shù)值模擬計算,得到盾構工作井的結(jié)構受力和基坑變形的規(guī)律,針對各個支護結(jié)構的最不利受力狀態(tài),進行結(jié)構配筋計算;采用正交試驗設計分析方法,對盾構工作井的支護參數(shù)進行優(yōu)化設計,在確保結(jié)構安全的基礎上,提出材料成本最低的設計方案。主要工作和結(jié)論如下:
　　 (1)地下連續(xù)墻接頭模擬方法研究?？紤]基坑支護體系中地下連續(xù)墻接頭的存在形式,根據(jù)其力學性質(zhì),研究連續(xù)墻接頭模擬方法及其理論依據(jù)。結(jié)果表明,

3、考慮連續(xù)墻接頭模擬的結(jié)構受力和變形結(jié)果能較好反映真實情況。
　　 (2)基坑工作井支護結(jié)構受力分析。分別使用彈性地基梁法與連續(xù)介質(zhì)有限元法的數(shù)值模擬方法來分析基坑工作井支護結(jié)構的受力狀態(tài)和位移狀態(tài)。結(jié)果表明:連續(xù)墻的最大水平位移出現(xiàn)在基坑底部偏上的位置,并伴隨著較大的正彎矩;環(huán)梁與連續(xù)墻澆筑到一起,處于關鍵位置的第二層環(huán)梁受力最大;連續(xù)墻和環(huán)梁與內(nèi)襯墻復合到一起形成永久支護結(jié)構,使內(nèi)襯墻的受力較小;由于支護結(jié)構的合理性,工作井開

4、挖對周圍土體變形的影響均控制在合理范圍之內(nèi)。
　　 (3)盾構工作井支護結(jié)構參數(shù)優(yōu)化設計研究。通過正交試驗法研究盾構工作井在不同連續(xù)墻厚度、環(huán)梁厚度、內(nèi)襯墻厚度及支撐的截面厚度下結(jié)構的穩(wěn)定性,在此基礎上,對支護費用進行量化分析。得出以下結(jié)論:①連續(xù)墻厚度的增加一方面可以明顯改善環(huán)梁、支撐和內(nèi)襯墻等結(jié)構的受力狀態(tài),減少各支護結(jié)構的配筋量;另一方面可以明顯減小工作井基坑側(cè)壁的水平位移。②增加關鍵位置處環(huán)梁的厚度可以顯著改善其他環(huán)梁和

5、連續(xù)墻的受力狀態(tài),使支護結(jié)構更加安全。③內(nèi)襯墻厚度的增加對工作井基坑的水平位移基本沒有影響;但它的厚度可以改善盾構機破墻過程中連續(xù)墻和環(huán)梁的受力。④支撐截面的增加可以使基坑水平位移有所減小,使連續(xù)墻的受力狀態(tài)有明顯改善。⑤在一定范圍內(nèi)增加連續(xù)墻的厚度,減小內(nèi)襯墻的厚度,可以明顯減少支護費用。
　　 綜合本文研究成果發(fā)現(xiàn):使用正交試驗設計方法確定工作井合理的支護參數(shù)可以大大減少計算數(shù)量,比較傳統(tǒng)的基坑設計中的經(jīng)驗類比法,本文給出的