深厚软土区基坑桩撑式长短桩组合支护结构的研究与应用

发布时间：2020-03-24 02:48

【摘要】：当前我国经济较为发达地区主要位于中东部沿海地区,经济的发展推动了基础建设的繁荣。然而沿海地区也是地质条件复杂和软土分布的主要区域,如珠江三角洲地区,地层中存在不同程度的淤积层,淤积深度约为3~30m,普遍分布着流塑~软塑状淤泥或淤泥质土。根据现阶段软土地区深基坑刚性支护设计的要点,一般采用需同时满足整体稳定性、抗隆起稳定性、变形控制等要求的最深嵌固深度。这造成了深厚软土地区基坑工程某些安全系数的富余,支护桩的抗弯能力未能充分发挥,施工造价高昂,工期冗长等问题。随着长短组合桩在地基处理、桩基设计等方面的成熟应用,基坑支护设计也逐步融入了“长短桩”的设计理念,并应用到基坑工程中。但是有关基坑长短桩组合支护体系的理论与工作性状的研究还处于探索阶段,使得长短桩组合支护体系在实际工程上一直未能被广泛应用。本文在总结前人研究成果的基础上,以大型通用有限元软件Midas GTS为主要研究工具,对深厚软土区基坑桩撑式长短桩组合支护体系的支护效果和影响因素进行全面的分析,提出其设计控制要点,并结合珠海市横琴自贸区金源国际广场深基坑支护采用的长短桩和三道内支撑支护工程项目的三维有限元模拟分析结果和监测资料验证了长短桩组合支护的支护效果,并同时对深厚软土区基坑长短桩组合支护结构的施工与监测提出注意事项,主要研究内容和成果如下:(1)在系统地分析了当前基坑工程常用的四类支护结构的分析计算方法(极限平衡法、弹性地基反力法、复合地基反力法和有限元数值分析法)的特点与适用性的基础上,根据李竹、郑刚等的基坑单支点支撑式长短桩组合支护室内模型试验结果,推演出多支点支撑式长短桩组合支护理论,同时认识到有限元数值分析法对于深厚软土区基坑桩撑式长短桩组合支护结构的计算分析和研究具有更大的优势,为本文基坑长短桩组合支护结构的稳定性研究及内力等的分析计算提供了基础理论依据。(2)以广州南沙区某基坑工程资料为基础,融入“长短桩组合支护”的设计理念,通过采用Midas GTS软件建立的三维整体分析模型,研究了短桩桩长的变化、地层性质变化、桩径配比变化、短桩与长桩配比变化、坑底被动区土体加固方式变化、外部荷载大小等不同因素变化对基坑长短桩组合支护体系的稳定、受力与变形的影响规律,这是本文取得的重要成果。(3)根据上述对基坑桩撑式长短桩组合支护结构的规律性研究分析成果,提出了基坑支护设计的控制性要点:支护长桩需要满足整体稳定性和抗隆起稳定性的要求,短桩需满足抗“踢脚”稳定性的要求,短柱配比控制要求可分为两种类型,而且对于深厚软土区支护结构需要满足竖向承载力的控制要求。(4)通过珠海市横琴自贸区金源国际广场深基坑工程采用的长短桩和三道内支撑支护实际工程项目的三维有限元模拟分析结果和监测资料的对比,证实了基坑长短桩组合支护结构的实际支护效果,进一步验证了本文提出的基坑长短桩组合支护结构设计控制要点的合理性和正确性。(5)结合软土的特殊工程特性与基坑桩撑式长短桩组合支护的特点,提出了深厚软土区基坑桩撑式长短桩组合支护体系的施工注意事项与监测注意要点。
【图文】：

研究技术路线图

模型试验桩身弯矩变化图
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU753

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本文编号：2597673