砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論.pdf

1、近幾十年來(lái)，隨著高層建筑的多層地下室、地下鐵道、地下車站、地下停車場(chǎng)、地下商場(chǎng)、地下倉(cāng)庫(kù)、地下市政設(shè)施和工業(yè)及軍事設(shè)施等的建設(shè)與發(fā)展，深基坑工程越來(lái)越多，平面布置形式越來(lái)越靈活，如規(guī)則的矩形、圓形或各種不規(guī)則形式。其中圓形深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系作為一種閉合的拱圈結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出主要承受環(huán)向壓力的特性，同時(shí)由于圓拱效應(yīng)的影響，圓形基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與其他平面布置形式的基坑相比較，結(jié)構(gòu)的受力和控制變形更有利。迄今為止，公開(kāi)的文獻(xiàn)可以查詢到的圓形深基坑工程

2、絕大多數(shù)出現(xiàn)在沿海軟土地區(qū)，支護(hù)體系多為地下連續(xù)墻型式。對(duì)于砂卵石地層中（與軟土地區(qū)地層特征有著顯著差異）圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以查詢到的研究成果很少，其原因包括:缺少砂卵石地層圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致工程中選擇時(shí)極為慎重，已有的少量工程實(shí)例也按常規(guī)的未充分考慮圓形深基坑空間作用效應(yīng)和樁土共同作用的受力模型進(jìn)行計(jì)算導(dǎo)致設(shè)計(jì)偏于保守。因此，對(duì)砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行研究，具有重要的

3、理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本論文在廣泛收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上，針對(duì)砂卵石地層的土層特性、圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間作用效應(yīng)和樁土共同作用，采用厚壁圓筒理論、三維數(shù)值模擬、室內(nèi)模型試驗(yàn)、工程實(shí)例驗(yàn)證等手段研究了作用于砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上土壓力的計(jì)算理論、排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的計(jì)算理論，并對(duì)圓形基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的常用參數(shù)取值及影響因素進(jìn)行了分析討論。
　　本論文取得的主要成果、得出的主要結(jié)論與建議如下

4、:
　　1.按厚壁圓筒理論建立了作用于圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)上土壓力的分析理論和計(jì)算公式，公式中包含了基坑直徑、樁徑、樁的抗彎剛度、土體重度、彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、靜止土壓力系數(shù)等諸多參數(shù)和影響因素。
　　2.在不同開(kāi)挖深度下，圓形深基坑排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)樁后土壓力總體呈非線性分布，在不同土層范圍內(nèi)近似呈線性分布，可近似按分段線性分布處理。樁后土壓力介于靜止土壓力和主動(dòng)土壓力之間，但更接近Rankine主動(dòng)土壓力。隨著開(kāi)挖深

5、度的增加，同一位置處樁后土壓力呈逐漸減小的特點(diǎn)，但土壓力合力則具有逐漸增大的特點(diǎn)，尤其在基坑中下部1/3～2/3范圍內(nèi)較為明顯。
　　3.對(duì)于任意開(kāi)挖深度，開(kāi)挖面以上樁體采用底端固定、頂端為滑動(dòng)支座、中間為鉸支座（腰梁處）的超靜定多跨連續(xù)梁模型分析內(nèi)力和變形，開(kāi)挖面以下樁體采用彈性地基梁法計(jì)算樁體內(nèi)力和變形，并考慮了上下兩部分的內(nèi)力和變形協(xié)調(diào)，建立了排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的分析理論和計(jì)算公式。
　　4.排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的冠梁和腰

6、梁主要表現(xiàn)為沿環(huán)向均勻受壓的特點(diǎn)，剪力和彎矩較小;冠梁主要起約束樁頂側(cè)向變形的作用，截面尺寸主要根據(jù)構(gòu)造要求確定。在多道腰梁中，靠近坑底的l～2道腰梁軸力較大。
　　5.腰梁剛度和間距對(duì)排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的腰梁軸力和圍護(hù)樁側(cè)向位移影響較大，對(duì)圓形深基坑宜盡早采用剛度大的腰梁支撐，可使得排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合受力效果處于較好的狀態(tài)。
　　6.因冠梁和多道腰梁作用，支護(hù)樁側(cè)向位移呈中間大兩端小的分布特征，中間向坑內(nèi)鼓脹，最大側(cè)向位移一般出