基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算

发布时间：2021-06-23 22:25

　　在基坑设计计算中,就深基坑桩锚支护结构的受力与变形研究而言,目前运用较为广泛的是改进增量法理论,荷载增量的准确计算是该理论是否应用于实践的关键点,荷载增量的计算中是否应考虑开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化释放的反力增量成为研究焦点,而对土体弹性抗力的影响因素却少有研究。鉴于此,本文在计算荷载增量时,综合考虑位移土压力及开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化的影响,提出了更符合工程实际的增量计算方法。结合工程实例,编制了MATLAB计算程序,将其所得结果与未考虑前进行了对比,并进一步采用有限元软件PLAXIS对工程实例进行模拟,验证了此方法的合理性,结果表明本文提出的基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算方法是合理、可行的。最后对影响土体弹性抗力的两大因素——土体黏聚力c与内摩擦角φ,通过控制变量法分别进行了讨论分析,结果显示随着土体黏聚力c或内摩擦角φ的减小,桩身位移呈现逐渐增大的趋势,但最大位移都在基坑变形允许的范围内。 

【文章来源】：工程地质学报. 2021,29(01)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

土弹簧等效简图

综上所述，桩体在此施工过程中的增量荷载为(1)土压力增量;(2)土弹簧力增量x10、x20;(3)开挖面以下土体弹性抗力部分释放的反力增量Δf;(4)锚杆预应力T。此时支护结构上的锚杆和开挖面以下土弹簧一同承担荷载增量(1)(2)(3)(4)，进而可求解得到各个弹簧的反力分别为x31、x41…xn1，则这一工况下桩体的内力与位移增量可求之。增量法旨在将所得各个工况支护桩位移与内力值进行迭加，最终求得整个施工过程支护桩总的位移与内力。上述计算过程对于多层锚杆支护结构仍可以应用，此处不再赘述。3 确定荷载增量

兰州某广场基坑，采用“土钉墙+排桩”支护结构形式，地表以下2.2im范围内采用土钉墙进行支护，土钉墙采用HPB300级双向钢筋网片，横竖向间距都取1.5im，排桩间距2im，锚杆钢筋强度选用HRB400级，水平间距为1.0im，水平倾角取值为10，采用C30等级的混凝土。基坑每次超开挖深度为0.5im，最后一步开挖至设计标高。该支护段附近有一座6层住宅楼，建筑物超载取值为90ik Pa，作用宽度为15im。土体物理力学性质及锚杆参数如表1、表2所示，基坑支护方案如图3所示。基于本文算例的工程概况，可根据式(9)计算锚杆预应力，并将其分别施加于各层锚杆。


本文编号：3245769