软土层环保型基坑支护结构研究

发布时间：2020-05-31 10:26

【摘要】：基坑工程作为岩土工程中的主要类别之一,在新农村建设、城镇化发展过程中迅速发展,随之出现大量开挖在软土层的浅基坑工程。深大基坑因其施工难度大、技术要求高,自然被广泛关注并获得深入研究,容易被忽视的往往是浅基坑的支护工程。软土层中的浅基坑支护,如何做到经济环保、安全稳定是值得关注的问题,环保型的支护材料需要被发现,相应的基坑支护结构需要被研究。综合分析了国内外有关软土层基坑支护方案的研究现状及发展动态,发现针对浅基坑支护工程的研究较少;对比分析可用于基坑支护的材料及结构类型,得出毛竹是一种经济环保的新型材料,其产量大,力学性质良好,可用于浅基坑临时支护,提出将毛竹圆管作为基坑支护材料,采用排桩支护结构形式应用在软土层基坑支护工程中。研究通过现场调查,模拟开挖深度为4m的基坑工程,进行室内相似模型试验,模拟堆载条件下毛竹管单排微型桩和钢管单排微型桩的支护效果和变形特点,并进行对比分析。利用Midas GTS NX有限元数值模拟软件,模拟分析实际开挖在软土层的大型浅基坑工程,分析分别采用毛竹管单排桩与双排桩支护结构的支护效果,所得结论如下:(1)通过大比例尺室内模型试验,对比分析两种微型桩支护效果,钢管桩变形比毛竹管桩小,但二者变形相差不大,均满足支护要求,初步表明毛竹管排桩可应用到浅基坑支护中,也验证毛竹管可作为排桩支护的新材料。毛竹管桩变形规律与钢管桩相似,毛竹管桩可参照相应钢管桩的规定及计算方法。(2)Midas GTS NX模拟采用毛竹管单排桩支护结构,分析显示:开挖到2m时,毛竹管单排桩变形与室内模型试验结果相似,基坑较稳定;开挖到4m时,桩顶产生较大位移,桩端呈现“踢脚”失稳趋势,桩身呈现弯曲变形,桩端坑底产生较大隆起。对比室内模型试验,得出基坑土质较差工程不宜采用毛竹管单排桩基坑支护结构;对于本基坑工程,毛竹管单排桩支护结构桩身刚度及嵌固深度不够,不足以满足支护要求。(3)Midas GTS NX模拟与毛竹管单排桩同等桩径、桩长、桩间距的双排桩支护结构,分析显示:毛竹管双排桩支护结构对基坑变形的控制明显好于单排桩,基坑底部隆起量较小,前后排桩桩身变形相似,桩顶部附近位移最小,前后排桩均受交变弯矩作用,桩顶部附近弯矩最大;双排桩桩顶连梁加大了桩顶部刚度,桩间土调整了前后排桩的内力,提高了双排桩的整体刚度及整体稳定性;基坑变形及支护结构内力均较小,对于本基坑工程,毛竹管双排桩支护结构满足支护要求。
【图文】：

技术路线图

图 2.1 基坑坑底隆起变形2.1.2 基坑周围土体变形基坑开挖会对周围环境造成一定的影响，开挖坑内土体卸荷，坑底土体回弹、围护结构变形等都引起基坑周围土体变形，变形包括基坑周围地表的沉降和基坑周围土体水平位移。引起基坑周围地表沉降的主要原因是围护结构外侧的土体向坑内和坑底移动，尤其在软土层中，基坑开挖较深，土体的塑性流动较大，周围地表沉降也越大。目前国内外研究人员通过工程实例、模型试验、数值模拟分析等方法研究了基坑开挖引起的地表沉降，归纳提出了地表沉降的两种典型曲线形式，如图 2.2 所示。当围护结构的入土深度不太深且地层软弱时，在围护结构底部显示出较大位移，围护结构旁边会出现较大的地表沉降，这种沉降曲线呈三角形分布，如图 2.2（a）所示；当围护结构的入土较深或围护结构入土在刚度较大的土层内时，地表沉降的最大值是位于距围护结构一定距离的处，而不是在墙旁，这时沉降曲线呈抛物线形分布如图 2.2（b）所示[36]。基坑变形过大，容易导致基坑失稳破坏，，甚
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU753

【参考文献】

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本文编号：2689710