文献综述
（一）选题背景
随着世界经济的快速发展，很多大型工程例如高层建筑，地下隧道等越来越多，基坑开挖的问题逐渐的被人们注重起来，由于世界人口的增多，地下空间的发展也成为了城市化建设的主要目标之一，发展地下空间可以有效的解决城市人口、资源以及环境的问题。深基坑的规模也由于建筑物的高度不断增加而变的越来越大，同时也加大了深基坑支护的要求，也只有不断加大对于基坑支护的方式的要求，才能实现人们想要的更安全，更加有益于环境的目标。深基坑支护的方式有很多，每一种都有自己的特点以及适用范围，但同时每一种也有自己的局限性，挑选一种最适合所在工程的支护方案，同时又能保证安全以及经济，变得格外重要，如果盲目的去选择，也许会造成严重的后果，小到阻碍施工进度以及影响施工质量，大到造成经济损失影响周边环境，更严重也许会造成人员伤亡【1】
地下空间的充分利用不但可以增大城市利用的空间，而且也可以缓和城市土地的压力，同时也会对本地的交通起调节的作用，面临人口集中于城市这一特点，高层建筑的兴建和发展是层数越来越多，高度越来越高，基坑深度越来越深，平面布置越来越复杂，与周围环境及建筑物联系越来越紧密。而基坑深度和面积的增加必然会凸显基坑支护方案的重要性，本文正式在这一背景加以评价研究
（二）论文研究意义与价值
深基坑支护方案选择是一项复杂的系统工程，如何求得安全可靠、经济合理、技术可行、施工方便的支护方案，已成为业界的一个热点问题。一方面，深基坑支护造价高，且又是临时工程，不恰当的方案会给业主造成巨大的损失。另一方面，每一种深基坑支护方案都有其优缺点，这就给方案比较带来了难度。因此，根据项目的特点、建设环境、风险结构和业主的建设管理能力与偏好等多方面因素，选择最恰当的深基坑支护方案，对降低建设工程成本，提高建设工程管理水平，具有重要的现实意义。本文的总体研究目标是站在业主方立场，应用综合评价理论对深基坑支护方案选择进行研究，为业主选择恰当的深基坑支护方案提供形式化、定量化的分析过程，以提高业主的决策质量。分析深基坑支护方案的优缺点，对于不同土层，不同深度，不同支护方式的基坑工程，采用那一种支护方案能提供更好的稳定性，安全性，便捷快速高效实用的施工是本文的主要研究目的。深基坑工程设计和施工的复杂性，不确定影响因素众多，工程事故时有发生，综合评价出各个深基坑支护方案的优缺点，减少这一事故的多发性，是本文的研究价值所在。
（二）国内外研究现状（根据运用的方法介绍）
（1）层次分析法
基坑工程中的土力学国外开展相关理论研究工作起步比较早，Terzaghi 和 Peck[1] 等人早在 40 年代就出版了土力学在工程中应用一书提出了基坑工程的分析方法，其中包括一直沿用至今的总应力法基本理论，当时就考虑预估挖方稳 定程度和支撑荷载大小；50 年代，Bjerrum[2]等 给出了分析深基坑底板隆起的方 法；60 年代 Peck[3]等人开始研究深基坑，并运用监测仪器，对软粘土隧道开挖和 支护进行了大量实测，对监测资料的分析提高了预测的准确性，从 70 年代起，产生了相应的指导开挖的法规。近几十年，国外一些学者不仅对传统的理论进行了研究，同时对基坑开挖的 数值模拟分析也进行了大量的研究工作，成果显著。Singh[4]等将数值模拟分析用 于露天矿山岩土边坡设计；Wolfgang Krajewski[5]对数值模拟的能力做了分析，并 提出了当时存在的限制问题；Kontoe[6]考虑了地震荷载作用，论述了复合支护结 构间的相互作用机理；P.L. Teo[7~10]建立了硬化土模型，主要分析在深基坑中的应 用。T.L.Saaty[11]创立了层次分析法，是一综合评价方法，考虑定性因素和定量因 素对深基坑支护中方案的多指标提供了清晰的理论数学模型，由于岩土工程问题的复杂性，近期该解析方法才大量用于解决工程问题。20年来，英国伦敦帝国学院一直走在岩土工程数值分析的前沿，已在有限元 计算方面取得巨大成就，据 David M Potts、Lidija Zdravkovic[12]研究经验表明，合 理的使用有限元法可以为实际工程提供可靠的计算结果。 近些年各种支护形式应用成熟，基坑方案的确定就面临多种形式选择，运用层次分析法，把定性的因素和定量因素综合分析，结合模糊一致矩阵理论、灰色 关联等方法确定层次分析中各指标优属度，后进行方案的优选[13~16]。
20 世纪 70 年代以前，我国的建筑地下室大多一到两层，基坑都是比较浅的， 埋深一般不超过 10m；北京 70 年代建成的地铁工程，深度达到20多米；80 年 代以来，我国改革开放经济发展，各地都兴建了大批高层建筑，基坑深度也逐步 增大，现今基坑深度在30多米的已不罕见。基坑支护是深基坑工程主要内容，是基础工程中重要环节[17]，而现在的深基坑工程主要是在城市建筑物、道路及地下 设施密集的区域进行，其施工过程是与环境高度耦合的过程，开挖深度大、环境 影响要求高，深基坑工程进入变形控制设计的时代。对基坑变形控制越来越严格的要求给基坑变形预测与控制的理论方法带来了重大挑战，基坑方案的优劣也主要取决于是否能够成功将基坑开挖引起的变形控制在允许的范围内。基坑支护工程的设计不仅要具备土力学和有限元方面专业知识、了解现有本构模型的局限性，还要熟知软件的性能，充分了解计算结果的局限性和缺陷，我国许多学者研究和大量工程实践总结也逐步提高了人们对基坑工程的认识。 王立峰、朱向荣[18] 研究了土钉墙的支护面层的作用，把面层的受力状态简化为Winkler 地基上的有限长梁来处理，以探讨土钉墙面层内土压力、弯矩等内力和 位移的变化规律及分布特征，得出应增大基坑底部面层刚度，可使土钉将土压力均匀传递。 孔德森、张秋华[19]等对某基坑倾斜支护桩模型试验的5种工况分别利用 FLAC3D数值模拟软件进行了模拟分析，得到了不同支护形式、不同布桩方式下支护桩桩顶水平位移及桩身弯矩随基坑开挖的变化规律，并对不同工况下倾斜支护桩的受力特性进行了对比分析。研究表明，数值模拟结果与模型试验结果基本一致，验证了模型试验结论的可靠性及基坑倾斜桩支护较传统直桩支护的优越性，不仅为倾斜支护桩的推广应用提供了理论基础，也为其设计计算提供了一定的参考依据。 柈晓华、薛雷[20]研究了深基坑排桩锚索与土钉墙水平联合支护的结构稳定性、安全及可行性，得出桩锚结构构件的受力及变形规律，以北京京温市场二期地下 车库基坑为例，分别构建桩锚支护和疏排桩与土钉墙水平联合支护两种方案，进行了模拟分析，得出当基坑土层适合土钉墙但开挖深度超过土钉墙深度采用疏排 桩与土钉墙水平联合支护方案代替桩锚支护结构是稳定安全可行的。 付文光、杨志银[21]等对上部土钉墙下部排桩支护形式的复合土钉墙的作用机理进行了研究，得出复合土钉墙满足了整体稳定性，可不再验算局部稳定性，并结合工程经验探讨了新《复合土钉墙基坑支护技术规范》提出岩土工程专业经验欠缺的解决方法。 我国地域辽阔，分布各种各样地层，其分布规律、厚度、夹层、土的成分、矿物质组分、透水性、抗剪强度、压缩性等都有很大差别，各地区的天然地层的 情况也差别很大，这就决定基坑支护问题的复杂性[22]。在实际工程中，存在着由于设计和施工方面的原因而导致深基坑工程事故，都是对基坑的认识不够造成的 重大经济损失，或是设计保守支护选型不当，造成浪费，因此，在设计过程中要协调两者关系首先要保证支护结构安全可靠，在此基础上尽量达到经济目的，深基坑工程支护的优化就应运而生[23]。
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