矩形人工挖孔桩护壁土压力计算方法研究

发布时间：2019-11-06 23:39

【摘要】：随着我国经济社会的进步以及土木工程行业的蓬勃发展，人工挖孔桩凭借其施工设备简单、施工过程无噪音无震动、持力层方便检查等若干优点而越来越多地被用于工程建设之中，例如高层建筑中的桩基础，地质灾害防治中的抗滑桩，桥梁工程中承受竖向荷载的挖孔桩等。人工挖孔桩护壁作为开挖后临空面的支护结构，主要承受着壁后土体对其产生的侧向土压力，这一土压力的大小与挖孔桩开挖深度的关系迄今为止尚没有较多研究，而护壁设计的安全可靠性将直接关系到挖孔桩质量和施工操作人员的安全。本文基于人工挖孔桩护壁与护壁背后土体之间相互作用机理，重点研究护壁土压力随开挖深度值变化的规律，结合工程实例对比现行护壁设计方法进行优化设计，以便给实际工程中人工挖孔桩护壁设计和施工提供参考。主要的研究内容及成果有：（1）利用ANSYS有限元软件建立模型对开挖过程进行了模拟，分析研究了护壁承受土压力大小随开挖深度的变化规律。将计算结果与重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》DB5/5029-2004之规定进行了对比分析。（2）为研究挖孔桩深度对护壁土压力的影响，本文对几种常见土质下的矩形人工挖孔桩进行开挖模拟，发现作用在护壁上的土压力在初始状态下随着深度值的增大而加大，该变化与主动土压力计算情况相似，但是当开挖到达一定深度以后护壁上的土压力增长趋势变缓直至稳定状态。（3）选取粘聚力和内摩擦角做了参数分析。通过三组模拟分析发现，在其他土体参数不变的条件下，随着粘聚力c的增大，护壁上土压力值的临界稳定深度越来越小，且粘聚力越大，同样深度处的护壁所受到的土压力值越小。随着内摩擦角的增大，护壁上土压力值的临界稳定深度越来越小，且内摩擦角越大，相同深度处的护壁所受到的土压力值越小。最后建立了粘聚力及内摩擦角和土压力稳定深度值之间的经验公式。（4）列举工程实例，分别采用四种方法计算了护壁厚度。通过对计算结果的比较，分析了现行护壁设计方法之不足，提出了更为合理的护壁设计计算方法。
【图文】：

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[2]。图1.1 矩形人工挖孔桩示意图土木工程建设有力推动者我国经济的发展，但是由此引发出一系列环境问题已是不争的事实。良好的生态环境和经济发展总是相辅相成的，我们既要强调人与自然和谐相处的绿色环保观念，又要追求工程项目的经济利益，亟需在这一矛盾体中找到新的平衡点[3]。为顺应工程建设需要，我国也开始涌现出大量的人工挖孔桩，如图1.1所示。我国人工挖孔桩的出现有其特殊的成长环境，一方面是受到了高层民用建筑对大直径桩急切

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m 处的主动土压力值。对于这里 5 米的取值，在规范人工挖孔桩的护壁是采用逆作法施工，土体的破坏模或弧形楔体，该段护壁施工后将形成一圈支点，当然的支点，此时两支点间的土体破坏模式将形成弧工程经验，本条文规定，抗滑桩护壁所承受的土压围按主动土压力计算，其下的土压力按 5.0m 处的主呈三角形分布，，下部呈矩形分布的梯形分布图。年来，为更好运用人工挖孔桩这项技术，在我国广心桩，空心桩如图 1.2 所示，这在世界上属于首创。 45%。同时，桩心可以用来存放部分废土。当然我们是没有桩身只有护壁的人工挖孔桩，但是这却能从一体承载力的潜在贡献，同时也告诉了我们对护壁的设济价值。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU43

【参考文献】