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润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”的公路主骨架和跨长江通道的重要组成部分;是一座设计车速为100km/h的六车道高速公路特大桥。北锚锭深大基坑位于江苏镇江世业洲尾部下新滩,为南汊悬索桥的重要组成部分.该基础工程不论在开挖深度还是规模上都很具有代表性。作者在现场调研的基础上,探讨了基坑支护结构设计优化问题。主要研究内容可以归纳为:应用基于m法的弹性地基梁杆系有限元方法;在围护结构整体稳定性安全系数与可靠性破坏概率两种控制因素下,编写了嵌岩深度优化的MATLAB程序与围护结构整体设计优化的ANSYS批处理程序;进行了地层抗力比例系数反算、地下连续墙嵌岩深度优化与地下连续墙结构体系整体设计优化。 研究结果表明: (1)对基坑围护结构—地下连续墙的实测土压力和实测侧向水平位移统计分析得出:土压力是一个随开挖深度不断变化的量;在开挖至设计开挖深度的1/2~5/8时,土压力达到最大值。从总体上看,实测土压力小于按传统方法(水土分算法、水土合算法)计算得到的主动土压力。地下连续墙的侧向水平位移是随开挖加深而不断增加的。在基坑开挖过程中,下一道土体开挖对上一道支撑的内力和位移有明显的影响,揭示了经典法(假想梁法、山肩帮男法)的不合理性. (2)基于现场实测主动土压力与实测侧向水平位移下,对锚锭基础范围内的土层抗力比例系数进行反算,结果显示:反算得到的土层抗力比例系数小于按照规范与经验取值。 (3)地下连续墙嵌岩深度优化结果表明:地下连续墙侧向水平位移并非随嵌岩深度的增加而无限制地减小,因此合理的嵌岩深度,既是一个安全问题,也是一个经济问题。 (4)地下连续墙结构体系设计优化结果表明:在不增加内支撑刚度及其截面积的情况下,优化后地下连续墙造价可以减少5.5%左右,内支撑的造价可减少6.3%. 本文结果对地下连续墙设计优化具有一定的参考价值和实际意义。