深基坑“岩土结构化”永久支护体系研究与实践

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现阶段岩土工程专业承担基坑支护设计,主体建筑结构由结构工程专业完成。基坑支护是主体地下结构安全施工的条件,主体地下结构是基坑支护存在的前提。同一项目的基坑支护与主体地下结构均为主体建设目标的组成部分,属同一地下结构系统。基坑工程的临时性与地下工程岩土、结构专业的分离,导致基坑支护极大浪费,不符合现阶段高质量发展的根本要求。论文定位支护构件为地下主体结构的一部分,明确了支护构件和地下室外墙的功能定位,构造了以单排和双排支护桩为核心构件的永久支护结构,依托案例进行计算分析,明确各阶段主要设计计算内容,取得如下进展:
  1.提出了深基坑支护永久化理念,定义“岩土结构化”设计方法,明确永久支护体系包含的开挖、构建和使用三阶段形成过程及其各阶段承担的主要荷载,阐明了永久支护体系的设计原则;
  2.根据竖向支护构件永久使用和地下室外墙仅承担肥槽回填土压力的设计定位,利用水平楼板构造外伸支撑,形成了水平楼板与永久支护桩结合的永久支护体系,明确永久构件与临时构件对应的荷载组合原则及其荷载分项系数,阐明了永久支护结构开挖、构建、和正常使用工况下的计算方法和结构分析内容,确定了主要构件的内力以及变形规律,得到的永久构件裂缝宽度验算结果满足耐久性要求;
  3.利用复合地基和被动区群桩的侧向刚度,构造了双排桩与复合地基相结合的永久支护结构,阐释了复合地基与基坑支护结合的“岩土结构化”设计方法。得到了双排支护桩兼作复合地基桩各阶段的内力以及变形规律,提出了通过差异性的褥垫层厚度调整地基不均匀沉降的处理方法。通过群桩遮拦效应的研究,揭示主动区复合地基和被动区群桩对于支护结构主、被动土压力以及内力、变形的影响规律,进一步阐明了复合地基与基坑支护的集约化设计方法。
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