桩锚支护深基坑侧壁变形规律和监控指标研究

发布时间：2020-04-27 22:39

【摘要】：在深基坑工程中,安全稳定是首要关注的内容;基坑侧壁变形是衡量基坑在开挖过程中是否处于安全状态的一项重要指标,直接关系到基坑的整体安全,因此成为基坑变形研究与安全监测的重点关注对象。由于桩锚支护结构在深基坑工程中的广泛性应用,尤其是北京地区多以此为支护方案,则对该类基坑侧壁变形规律与监控指标的研究显得尤为重要。本文研究了桩锚支护深基坑侧壁变形的两个方面,即水平位移和倾角。利用FLAC3D软件,以北京地区某实际工程为背景,依据三维有限差分原理,进行数值计算,分析了在不同开挖工况下基坑土体与支护桩的水平变形规律和基坑侧向土压力变化情况,阐明了基坑变形机理。在此基础上,根据微分原理,计算出基坑侧壁水平倾角,推导了倾角变化规律及倾角监控指标。利用室内缩尺试验,反演了该基坑侧壁在各工况下的变形和桩后土压力变化情况,且与数值计算得到的结果相对比,表明了后者进行正交试验的可行性。通过改变支护桩嵌固深度、锚杆竖向位置和基坑上部荷载进行正交试验,得到基坑侧壁变形规律不变(中部位移呈“内凸”形)、倾角和水平位移均对外部荷载有较大的敏感性的变化特征;相对外部荷载而言,侧壁变形对支护桩嵌固深度、锚杆竖向位置敏感性较小,并论证了倾角监控指标的适用性和利用倾角辅助基坑侧壁水平位移监测的可行性,确定出倾角监控值为0.111°,并且给出了关于倾角监控的重点监控部位为基坑下部,约占基坑每个开挖工况下开挖深度的87%~98%,在各自开挖工况坑底以上0.5~1.5m范围内。该基坑侧壁水平位移研究结果为类似的支护结构设计提供了相关变形依据,倾角监控指标的研究为基坑监测提供了非常规方法,具有指导工程的现实意义。
【图文】：

a) 微芯桩 b) 手持采集仪图 1-1 监测装置该监测仪器能适应-30°~70°的工作环境，倾角测量可达到较高精度 0.001在基坑开挖过程中，由于基坑壁在发生水平位移的同时，也产生了倾斜果能利用基坑倾角大小辅助基坑变形监测，可以在很大程度上实现监测的实是，由于基坑侧壁倾角监控值及其确定方法的研究还无人问津，所以关于倾斜变形研究具有一定意义。因此，本文的研究为基于倾角变化的桩锚支变形的非常规监测提供了研究方法，对以后类似工程的监测与研究具有一意义。.4 主要研究内容及关键技术路线本文将基于北京地区的地形地貌、土体性质等普遍地质情况，针对北京桩锚支护深基坑工程，进行开挖支护过程的数值模拟和室内试验研究，以

定本工程的岩土工程勘察等级为甲级。由于东侧有外部堆载，，所以选取该侧土体为计算单元建立模型，该侧的土体类别及主要物理力学参数见表2-2，支护结构设计方案见图2-1，锚杆设计参数见表2-3。表 2-2 土体类别及主要物理力学参数土层数土体类别 厚度(m) 密度（×103kg/m3） 内摩擦角(°) 粘聚力(kPa)1 杂填土 4.00 1.75 10.00 0.002 粉土 3.00 2.00 13.40 18.43 中砂 3.00 2.00 38.00 0.004 卵石 5.00 2.00 40.00 0.005 粉土 2.00 2.00 24.30 13.56 粗砂 2.00 2.00 40.00 0.007 卵石 5.00 2.00 45.00 0.008 粉土 3.00 2.00 12.20 26.409 中砂 5.00 2.00 40.00 0.0010 粘性土 0.70 2.00 20.00 20.0011 中砂 6.00 2.00 40.00 0.00
【学位授予单位】：燕山大学
【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：2642728