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

1、隨著我國經(jīng)濟的超高速發(fā)展，推進城市化建設(shè)的速度不斷加快，越來越多的高層、超高層建筑拔地而起，相應(yīng)工程的基坑開挖深度也在不斷的向深處發(fā)展。對于地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件復(fù)雜的基坑工程，傳統(tǒng)單一的支護結(jié)構(gòu)可能滿足不了實際工程的要求，由單一的支護結(jié)構(gòu)組成的聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)體系逐漸成為目前我國基坑支護主要發(fā)展的方向和研究的熱點。
　　目前我國基坑支護工程中常用的主要支護結(jié)構(gòu)形式有：土釘墻支護結(jié)構(gòu)、雙排懸臂樁支護結(jié)構(gòu)以及雙排樁錨支護結(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)合支護作為支護形式，這種支護結(jié)構(gòu)形式是將土釘、錨桿和雙排樁三種構(gòu)件經(jīng)過設(shè)計組成的新整體，它融合了雙排樁錨和土釘各自的優(yōu)點，既彌補了常見支護結(jié)構(gòu)的許多缺陷和使用上的限制，又經(jīng)濟安全，被廣泛應(yīng)用于深基坑支護工程中。目前該種聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的理論研究還落后于工程實踐，對它的內(nèi)力和變形并不十分清楚。本

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

4、征，確定了這些計算模型和計算方法的適用范圍；
　?。?）基于現(xiàn)有的研究理論，采用有限差分軟件FLAC3D對實際工程的基坑開挖及支護過程進行了數(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，對數(shù)值模擬的結(jié)果進行了對比分析，隨著基坑深度的逐漸增加，支護結(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，待基坑開挖到底時，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算值進行對比分析，得到無論是計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)場試驗得到的實測值進行對比分析，得到模擬值和實測值的前排樁水平位移的變形趨勢一致，在不

6、同的開挖層隨著基坑深度的增加，前排樁的水平位移無論是模擬值還是實測值均隨基坑開挖深度的增大而增大；
　?。?）通過FLAC3D數(shù)值模擬分析樁長、樁徑和錨桿預(yù)應(yīng)力等因素對雙排樁錨與土釘墻聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)的工作機制的影響，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結(jié)構(gòu)的位移，但樁徑增加到一定程度后，通過增加樁徑來減小支護結(jié)構(gòu)的位移的效果并不顯著；樁長的增加會引起支護結(jié)構(gòu)位移的減小，但當(dāng)樁長增加到一定程度后，再增加樁長對減小支護