桩锚及斜撑联合支护体系的受力与变形研究

发布时间：2020-05-12 04:08

【摘要】：深基坑工程大多位于建筑物密集及地下管线纵横交错的市区范围,为减小基坑开挖对周边环境的影响,必须严格控制基坑的变形和稳定。考虑基坑的安全性和地质条件的复杂性,基坑侧壁挡土结构通常不采用单一支护结构,而采用联合支护体系,其中桩锚撑联合支护体系应用较为广泛。本文介绍了桩锚及斜撑联合支护体系的相关理论研究,以淮南市朝阳路京澳广场基坑支护工程为背景,结合工程实例建立有限元模型,分析基坑开挖过程中桩锚及斜撑联合支护体系的支护桩水平位移及其内力,各层锚杆轴力和斜撑轴力的变化规律;然后将桩锚及斜撑联合支护体系的现场实测数据与数值模拟结果对比分析,验证数值模拟过程的合理性;最后,通过研究斜撑水平间距、斜撑水平倾角和撑锚垂直间距对联合支护体系中撑锚内力的影响,分析联合支护体系变形协调特征,优化各撑锚参数,研究联合支护体系变形过程中锚杆和斜撑的相互作用,得出结论,为深基坑工程的设计和施工提供重要参考。主要结论如下:(1)运用Midas GTS NX有限元软件建模,分析研究基坑开挖过程中的支护桩桩体水平位移和内力的变化规律;锚杆轴力随着基坑的开挖进行,锚杆轴力基本沿着自由段前端至锚固段末端方向不断减小;斜撑轴力的大小与支撑点处支护结构变形密切相关。(2)分析表明:在基坑开挖过程中,各支护桩桩顶变形趋势基本相同,锚杆的轴力呈增大的趋势,而斜撑轴力逐渐减小,递减趋势也逐渐减小。各工况下桩顶水平位移数值模拟结果与监测数据变化趋势基本相同,说明联合支护体系数值模拟是合理的。(3)不同斜撑水平间距、斜撑水平倾角和撑锚垂直间距对联合支护体系中撑锚内力的影响不同,撑锚参数对第一层锚杆轴力和斜撑轴力影响有限,锚杆和斜撑轴力的变化与支护桩体变形密不可分。(4)不同撑锚参数下的桩体水平变形存在差异性,这种差异性与撑锚相互作用密切相关,斜撑轴力和锚杆轴力的变化过程是联合支护体系变形协调的过程,即支护桩桩体水平位移变化影响着支护体系中支护桩、锚杆及斜撑的受力。
【图文】：

联合支护,桩锚

图 2 联合支护体系的Fig.2 Composition of the combined桩锚及斜撑联合支护体系相比其他深基坑支锚支护和刚性斜撑支护的相互弥补[43]。与一般桩护结构不同，桩锚式支护结构是通过排桩与外拉束支护结构的变形受力，而桩锚内支撑式支护结的基坑受力较复杂，且不利于基坑大面积开挖，支护体系既保留了桩锚支护的传统优势又发挥了多开挖面，施工便利[44]。联合支护体系有以下特（1）桩锚及斜撑联合支护体系可以适应于坑工程。（2）基坑开挖之前，，先施工支护桩和冠梁（3）开挖到设计位置时，在相邻支护桩之锚杆与支护桩通过锚杆腰梁连成一个整体。

荷载传递,锚杆

2 桩锚及斜撑联合支护体系的理论研究护结构配筋，而且变形较大的桩顶得到有效控制。杆荷载传递的特点杆产生荷载后将用于约束基坑支护结构的变形，锚杆埋设在地层后紧密联结在一起，锚杆随即产生拉力，依赖灌浆体与周围地层的抗体传递拉力，以约束支护结构变形[45]。锚固段杆体和灌浆体之间的端逐步向底端传递，因锚杆锚固段处于受拉状态，所以灌浆体极易。灌浆体与锚杆体的粘结作用包括粘结力、摩擦力和机械联锁，杆理粘结以后，锚杆体表面凹凸与灌浆体形成机械联锁，最终产生摩的大小与接触面的土层变形有关[46]。锚杆的荷载传递如图 3 所示。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU476

【参考文献】