成都东区某深基坑排桩-环形内支撑支护体系稳定性研究

发布时间：2020-09-18 10:08

　　近年来,随着城市用地的紧缩以及工程技术的发展,深基坑工程数量呈爆发式增长,由此带来的安全问题也愈发突出。深基坑工程中支护体系的变形对工程安全起着至关重要的作用,本文以成都市信合·御龙山深基坑工程为研究背景,模拟分析了该项目支护体系的受力及变形,主要内容如下:1.简要介绍了当前深基坑工程的发展现状及存在问题。介绍了排桩-内支撑支护体系的发展现状、特点及受力计算方法。概括对比了几种深基坑常用支护体系各自的优缺点。简要概括了排桩-内支撑支护体系施工及质量控制要点。2.利用Midas/GTS NX模拟分析了基坑整个施工过程,并与现场实际监测数据对比分析,验证了所建立数值模型的准确性、可靠性,研究了排桩-内支撑支护体系在不同开挖深度下的内力及水平位移变化规律。3.利用Midas/GTS NX分析了支护桩嵌固深度、桩径、内支撑截面尺寸三种因素对排桩-内支承支护体系受力及变形的影响。通过分析得到如下结论:(1)环形内支撑内环所受轴力以受压为主,随着开挖深度的不断加大,三道内支撑所受轴力都呈现出明显的增长趋势,且每道内支撑内环受力近似于对称结构。(2)随着开挖深度的不断加大,支护桩水平位移不断加大,位移曲线呈抛物线型,且随着开挖深度的加大,水平位移最大值产生位置也逐渐下移。(3)加大支护桩嵌固深度可有效减小支护桩自身水平位移,但对内支撑受力影响较小;(4)支护桩桩径越大,内支撑内环受力最大值越大,最小值越小;支护桩桩径越大,桩自身水平位移越小。此次针对信合·御龙山深基坑工程的模拟分析,为接下来工程的继续进行提供了参考依据,并为未来同类项目的设计及施工提供了参考。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU753
【部分图文】：

基床系数,分布形式,地基土,单桩

图 2.1 地基土水平基床系数分布形式Fig. 2.1 Distribution form of coefficient of horizontal foundation bed for foundation soil（a、常数法；b、C 法；c、m 法；d、K 法）工程实践中常采用 m 法来确定地基土水平向基床系数。其中，m 法取 A0=0，n=1，即取 kH=kz 或 kH=mz，m 亦称为比例系数。m 的取值可根据单桩水平荷载试验的结果确定，计算公式如下：( )32035bEIvxHmXcrcr =（2.5）式中：crH 单桩水平临界荷载；crX 单桩水平临界荷载所对应的的位移；xV 桩顶位移系数；0b 计算宽度；

框架法,计算模型,支护桩

互作用的影响；3）仅能反映支护桩在水平荷载影响下的固结、剪胀、各向异性、流变等复杂因素的影响；4）.坑属于平面应变情形，忽略了空间效应。针对以上诸多进行分析计算时做如下改进：1）对于坑底以上的支护桩为线性弹簧和非线性弹簧，相应位置处支护桩的水平位线性与非线性两种不同形式；2）对于坑底以下的支护桩限弹簧刚度，用以反映被动区部分土体进入塑性变形阶生影响的特点。力与变形平面计算理论了需要计算围护桩的位移外，还需要计算水平支撑的内算方法主要有以下几种：支护体系中将水平支撑系统单独隔离出来，用均布荷载点处的荷载（均布荷载具体值可从围护桩内力计算中得代替支撑对支护桩的影响）。水平支撑体系计算模型如

计算模型,水平支撑,支撑体系

但是该方法也存在如下缺点：1）为使得到的结果更加接近实际情况，计算时需根据实际的基坑变形及水平支撑体系受力特点，额外地添加某些特定约束，从而使整个水平支撑系统成为静定或超静定结构，自然计算结果受所添加约束的位置及形式影响较大；2）由于采用均布荷载模拟作用在水平支撑上的荷载，忽略了水平支撑体系与支护桩的相互影响，尤其是遇到基坑水平形状不规则、基坑周围荷载差异较大、土方开挖不均匀等情况时，计算得到的水平支撑系统的变形与围护桩变形不协调；3）不能反映支护桩因基坑开挖土体回弹、地下水渗流等因素影响产生的竖向沉降对水平支撑体系的变形及受力的影响；4）不能考虑温度变化、混凝土收缩、徐变等因素对水平支撑体系产生的附加内力及变形。2.连续梁法连续梁法选取出水平支撑体系中的某一特定段腰梁作为结构设计的控制段，以此为基础建立多跨连续梁的计算模型。首先假设水平支撑体系受一定荷载值，再将水平支撑视作链杆支座，据此求得腰梁内力及支座反力，再通过支座反力反推出水平支撑内力。连续梁法计算模型如图 2.3 所示：

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