砌體建筑地下空間開發(fā)中基礎托換技術的研究.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展，人口的增加，城市的規(guī)模日益擴大。然而，城市的發(fā)展往往受制于有限的建設用地，合理利用土地資源，開發(fā)城市空間成為一個日益重要的問題。與此同時，由于中心城區(qū)建設較早，存在著較多的、有歷史價值的砌體建筑。面對愈發(fā)嚴重的城市擁堵、停車難問題，對這些砌體建筑進行地下空間的開發(fā)是解決上述問題的最好對策。而既有砌體建筑物只有進行基礎托換后，才能在保證上部結構安全的基礎上，再進行土方開挖和地下空間開發(fā)的施工。因此，基礎托換技術的研究和設計

2、是砌體建筑地下空間開發(fā)的關鍵。
　　現有基礎托換研究成果大都偏于工法，呈現出“具體問題，具體分析”的特點，缺少可具參考、具有指導性的設計理論。對于這一缺陷，本文立足于砌體建筑地下空間開發(fā)中基礎托換技術的研究，著重闡述了基礎托換方案的選擇以及關鍵托換構件的設計。從砌體建筑層高低，施工空間小，文明施工要求高的這一共性出發(fā)，比較常用的托換方案，優(yōu)選出施工快、振動小、對施工場地要求小的錨桿靜壓鋼管樁的施工方案，以滿足同類工程開發(fā)。其次，對

3、于托換承臺，從它的力學特性和破壞模式出發(fā)，給出兩種設計思路——梁式設計方法和空間桁架設計方法。在實際工程中，要具體分析托換承臺的受力模式，選擇適合的設計方法，同時進行驗算，避免單一理論的誤差。對于托換樁，在地下空間開發(fā)工程中，由于樁周土體的開挖，采用覆土條件下的樁基承載力計算單樁豎向承載力是偏不安全的，因而給出單樁承載力的理論公式，為修正公式的推導打下基礎。對于托換梁，其受力模式較為特殊，可以按墻梁模型和簡支梁模型進行分析，綜合考慮它的

4、設計。
　　通過對托換承臺進行有限元分析可以看出，托換承臺的受力滿足空間桁架模型理論，承臺簡化為拉壓桿模型。通過對混凝土斜壓桿受力性能分析，結合國內外文獻數據，給出了托換承臺斜壓桿基于空間桁架模型的承載力計算公式，再通過力的平衡，得到承臺的承載力。相比于規(guī)范，本文所得承載力與實際值的比值，均值接近于1，且方差更小，有較高的精準性;同時，少去了規(guī)范中的復雜計算，應用起來更為簡便。通過對比分析墻梁、簡支梁計算結果，托換梁可以按照墻梁進

5、行計算，并做一定的折減。通過對一兩層砌體結構建筑物地下空間開發(fā)的實際案例，詳細地介紹了托換構件的計算。
　　最后，由于樁周土體的開挖，托換樁的承載力會出現降低，按原有的公式計算不能保證工程的安全性，需要分析受力，提出新的修正公式。結合算例，研究了靜壓預制鋼管樁樁周土開挖前后單樁承載力的大小。綜合考慮地下空間開發(fā)中形成的樁-土與上部結構荷載的傳遞，通過對單樁開挖前后樁側阻力、樁端阻力進行有限元數值計算分析，在此基礎上提出簡化的樁側摩