双排桩式深基坑支护结构体系受力机理研究

发布时间：2019-07-23 14:17

【摘要】：双排桩支护结构是指在地基土中设置的两排平行桩,前后两排桩成矩形或梅花形布置,在两排桩桩顶用刚性连系梁或冠梁连接,沿坑壁平行方向,形成门字形空间支护结构。该支护结构适用于不同安全等级要求的深基坑,也可在锚拉式、支撑式和悬臂式结构不适用时采用,同样适用于采用降水或截水帷幕的基坑。目前,双排桩多应用在软土地区中且开挖深度不大的情况,桩底嵌入相对较硬的地层,双排桩的最大水平侧移一般可控制在4～6cm以内。已有成果表明双排桩支护结构体系在工作过程中存在刚架效应、桩土共同作用和圈梁效应。部分学者将双排桩结构简化为受土压力荷载的平面刚架,或通过模型试验,或通过数值模拟方法分析双排桩支护结构的受力特点。笔者主要从已有理论算法和三维有限元模型方面进行双排桩支护结构的受力机理研究,主要研究内容和结论如下：对现有双排桩支护结构规范算法进行了系统整理和分析,对计算方法的适用性进行了分析,其主要适用于前后排桩具有相同的布置方式比较规则的情况(如格构式布置),另外要求支护结构中桩的布置具有比较好对称性。结合规范算法和Sap84有限元软件,建立了二维和三维杆系有限元模型,对计算结果进行分析。得出前、后排桩位移沿深度方向均减小,且前排桩位移曲线存在拐点；前、后排桩负弯矩最大值出现在桩顶附近,前排桩弯矩最大值较后排桩要大,后排桩反弯点较前排桩低；三维模型的位移最大值比二维模型最大值有20%左右的增幅。根据工程实际情况和工程参数确定了基准工况并建立了双排桩式深基坑支护结构的三维有限元模型,选择ABAQUS中合适的材料本构模型。另外,文中对双排桩支护结构受力主要影响因素如基坑范围内土体特性、桩和连系梁的混凝土强度、围护桩的插入比、双排桩排间距、连系梁刚度、后排桩长以及排桩平面布置等进行分组建模分析,主要研究了前、后排桩的水平侧移、土压力、前后排桩土压力分担比、水平弯矩等,得出各因素对双排桩支护结构受力的影响规律,并据此分析了双排桩支护结构在深基坑开挖中的受力机理。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU473.1

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本文编号：2518213