雙排樁錨與土釘墻聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬分析.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的超高速發(fā)展，推進(jìn)城市化建設(shè)的速度不斷加快，越來(lái)越多的高層、超高層建筑拔地而起，相應(yīng)工程的基坑開(kāi)挖深度也在不斷的向深處發(fā)展。對(duì)于地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件復(fù)雜的基坑工程，傳統(tǒng)單一的支護(hù)結(jié)構(gòu)可能滿足不了實(shí)際工程的要求，由單一的支護(hù)結(jié)構(gòu)組成的聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系逐漸成為目前我國(guó)基坑支護(hù)主要發(fā)展的方向和研究的熱點(diǎn)。
　　目前我國(guó)基坑支護(hù)工程中常用的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有：土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、雙排懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)以及雙排樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)等；本文依據(jù)

2、鄭州市煤炭研發(fā)中心這一具體基坑工程，考慮到受周邊環(huán)境條件的限制、基坑外荷載大小及工程地質(zhì)條件等諸多因素的影響，本工程的某些剖面選取了雙排樁錨與土釘墻聯(lián)合支護(hù)作為支護(hù)形式，這種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式是將土釘、錨桿和雙排樁三種構(gòu)件經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)組成的新整體，它融合了雙排樁錨和土釘各自的優(yōu)點(diǎn)，既彌補(bǔ)了常見(jiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的許多缺陷和使用上的限制，又經(jīng)濟(jì)安全，被廣泛應(yīng)用于深基坑支護(hù)工程中。目前該種聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的理論研究還落后于工程實(shí)踐，對(duì)它的內(nèi)力和變形并不十分清楚。本

3、文首先對(duì)雙排樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，其次運(yùn)用有限差分軟件FLAC3D建立雙排樁錨與土釘墻聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的三維數(shù)值模型，再對(duì)該種支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用機(jī)制進(jìn)行分析，最后把數(shù)值模擬得到的結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。本文得到的主要成果如下：
　?。?）闡述了土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)及雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，總結(jié)了雙排樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型和計(jì)算方法，指出這些計(jì)算模型中各構(gòu)件的受力特

4、征，確定了這些計(jì)算模型和計(jì)算方法的適用范圍；
　?。?）基于現(xiàn)有的研究理論，采用有限差分軟件FLAC3D對(duì)實(shí)際工程的基坑開(kāi)挖及支護(hù)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，深入分析了該基坑中土體的位移、樁身的內(nèi)力和變形，對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，隨著基坑深度的逐漸增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體的水平位移也在不斷的發(fā)生著變化，土體的水平位移逐漸增大，待基坑開(kāi)挖到底時(shí)，前后排樁的側(cè)向位移的變化曲線呈現(xiàn)“中間大，兩頭小”的形狀，最大位移值出現(xiàn)在基坑開(kāi)挖面附近向上

5、的位置，并且前排樁的位移值略大于后排樁的位移值；
　?。?）把FLAC3D數(shù)值模擬得到的模擬值與理正得到的計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比分析，得到無(wú)論是計(jì)算值還是模擬值前排樁的最大水平位移值均大于后排樁的最大位移值，前排樁承受的土壓力比后排樁承受的土壓力要大，理正計(jì)算出的前排樁的變形表現(xiàn)為彎剪形，后排樁的變形表現(xiàn)為純彎形；再把FLAC3D數(shù)值模擬得到的模擬值與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到的實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比分析，得到模擬值和實(shí)測(cè)值的前排樁水平位移的變形趨勢(shì)一致，在不

6、同的開(kāi)挖層隨著基坑深度的增加，前排樁的水平位移無(wú)論是模擬值還是實(shí)測(cè)值均隨基坑開(kāi)挖深度的增大而增大；
　?。?）通過(guò)FLAC3D數(shù)值模擬分析樁長(zhǎng)、樁徑和錨桿預(yù)應(yīng)力等因素對(duì)雙排樁錨與土釘墻聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作機(jī)制的影響，得到在一定的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)脑黾与p排樁的樁徑可以減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移，但樁徑增加到一定程度后，通過(guò)增加樁徑來(lái)減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移的效果并不顯著；樁長(zhǎng)的增加會(huì)引起支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的減小，但當(dāng)樁長(zhǎng)增加到一定程度后，再增加樁長(zhǎng)對(duì)減小支護(hù)