天津地区建筑基坑支护型式与方案优化
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摘要
论文主要对天津地区的地基土的分布特征、基坑支护结构类型及桩锚结构的优化设计进行了研究。在整理、分析收集的地形地貌、工程地质及水文地质资料的基础上,详细地阐述了天津地区的工程地质条件、水文地质条件。同时,论文收集了天津地区74项建筑基坑工程资料,对建筑场地地基土层进行了系统的描述,对天津地区基坑支护设计影响较大的参数进行了分析,给出了天津地区建筑基坑支护结构设计整体方案的参考表。在分析诸多因素对基坑支护结构设计影响程度的基础上,得出优化模型所需优化参数,建立了桩锚支护结构设计的优化模型,优化模型的计算采用了遗传算法。用Matlab平台上实现了上述支护结构设计遗传优化模型的求解,同时实现了支护结构内力计算过程及分布图的绘制。通过滨海一开挖深度为8.4m的工程实例的计算,并利用同济大学启明星软件以及理正软件对该深基坑进行支护设计计算,三种支护方案进行对比分析,在安全合理的基础上,从工程材料造价上来看,遗传算法对该基坑支护的具体优化是比较理想的。
The geological and hydrology conditions of Tianjin has been expounded in the paper, offered the geography, topography, terrain, detailed stratigraphic sequence chronology of Tianjin area in detail and made a division of stratum, introduced the origin, age, diffences of the stratum which would influence construction projects, following ,the paper given out the division figure of stratum in Tianjin area and detaild analysed the engineering geological conditions in different ages, different regions, different causes of stratum, through the treatment and analyzed of the Survey data, the basic physical and mechanical index of stratum in urban areas and the coastal belt has been give out. Meanwhile hydrological and geological conditions like the ancient water system and ancient billabong which would influence the construction of project has also made detailed presentations, the water table and the ground water corrosion which would influse the engineering has been made simple analysis.
Secondly, many data of construction foundation pits has been collected in the Tianjin including support mode data, but also the stratum, water table of the construction site, this were summed up, and made the papers rich on the geological conditions in Tianjin, through analysis and summariz of data about the foundation pits in Tianjin, obtained empirical supporting mode of foundation pit on the 6 m, 6-10m, 10-15m, more than 15 m in Tianjin. Following, made the analysis of various indicators which influce the supporting mode, then, selected out the important indicators, in the end, show the optimization reference table of supporting plans design about foundation pit in Tianjin.Through the reference tables, we can make the adoption of whole supporting mode about the foundation pit.
Through the analyse of supporting mode about the foundation pit in Tianjin, obtain that one of mostly supporting method is pile and anchor, thus the various factors which influence the pile and anchor were analysed in the paper. the pile supporting include: Support pile containing solid depth, fulcrum position , the moment, the pile diameter and piles margins distance; anchor supporting structure: layers of anchors, anchor spacing, anchor of the angle, length, diameter, etc.. Based on the effects degree on supporting structure we can make generalized and selective preference about the above factors, then draw out parameter which required by optimization mode, such as pile diameter, piles margins distance, and support pile containing solid depth ,further, through the use of genetic algorithms found model for supporting structure. Finally, the model was found successfully, through the use of genetic algorithm model calculation and analysis, a supporting plan of a deep pit in coastal of Tianjin were obtained, at the same time, internal force distribution of supporting structure were come true through use of Matlab program. Then, using software of Lizhen and Qimingxing of Tongji University for the deep excavation supporting designing, and make compare for three supporting programme through analysis of the results, made the conclusion that genetic algorithm selective preference modle used in the pit supporting designing is economical and specific ideals.
The geological and hydrology conditions of Tianjin has been expounded in the paper, offered the geography, topography, terrain, detailed stratigraphic sequence chronology of Tianjin area in detail and made a division of stratum, introduced the origin, age, diffences of the stratum which would influence construction projects, following ,the paper given out the division figure of stratum in Tianjin area and detaild analysed the engineering geological conditions in different ages, different regions, different causes of stratum, through the treatment and analyzed of the Survey data, the basic physical and mechanical index of stratum in urban areas and the coastal belt has been give out. Meanwhile hydrological and geological conditions like the ancient water system and ancient billabong which would influence the construction of project has also made detailed presentations, the water table and the ground water corrosion which would influse the engineering has been made simple analysis.
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引文
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