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深基坑支护结构的稳定可靠是深基坑安全的重要保障,但在保证深基坑工程安全性的同时,还需兼顾其经济性,因此对深基坑支护结构提出了更高、更严格的要求。由于岩土体自身具有较强的复杂性和地域性,所以深基坑支护结构一直是基坑工程问题研究的重点和难点。
本文以犍为岷江特大桥14#墩拱座基坑工程为项目依托,针对拱形咬合桩支护结构这一种新的基坑支护结构型式进行研究。通过运用MidasGTSNX有限元软件建立了考虑渗流—应力耦合的分析模型,对基坑降水开挖过程进行模拟。并将计算结果与基坑施工现场监测数据进行对比,详细分析了基坑开挖过程中支护结构受力变形规律。随后在此模型基础上,分析了拱形咬合桩支护结构的设计参数对支护结构受力变形及基坑稳定的影响规律,以此为实现拱形咬合桩支护结构的优化设计提供依据。本文研究得到的主要成果如下:
(1)基坑降水开挖过程中,拱形咬合桩支护结构受力变形总体较小。最大水平位移发生在拱冠处,支护结构上的水平位移从拱冠至拱脚由大到小分布。拱形咬合桩支护结构拱脚处支护桩受力较复杂,桩身弯矩存在多个反弯点。在开挖面以上,拱脚处支护桩的桩身最大弯矩均在深度-8.5m范围产生。在开挖面以下,最大弯矩发生位置不断下移,最终稳定在深度-19.5m范围。
(2)基坑周围20m范围为降水开挖导致地表土体沉降的主要影响区,基坑周围地表沉降呈“勺”形分布。最大地表沉降发生位置与基坑有一定的距离,大约在拱形咬合桩支护结构拱冠后方约5.6m处。基坑降水开挖过程中,周围地表沉降总体较小,这说明拱形咬合桩支护结构可以较好地限制土体沉降变形。
(3)改变桩顶连系梁刚度、拱脚处支护桩的桩身插入比对拱形咬合桩支护结构受力变形、基坑周围地表沉降及坑底隆起的影响均较小,因此在支护结构能达到强度要求的前提下,桩顶连系梁满足构造要求即可,桩身插入比也不宜设置过大。
(4)咬合量、拱脚处支护桩的直径、矢跨比的变化对拱形咬合桩支护结构受力变形及基坑稳定的影响较为显著,因此对拱形咬合桩支护结构进行优化设计应该将重点放在咬合量、拱脚处支护桩直径与矢跨比等参数上,针对不同的设计要求,可以采取合理的优化措施。
本文以犍为岷江特大桥14#墩拱座基坑工程为项目依托,针对拱形咬合桩支护结构这一种新的基坑支护结构型式进行研究。通过运用MidasGTSNX有限元软件建立了考虑渗流—应力耦合的分析模型,对基坑降水开挖过程进行模拟。并将计算结果与基坑施工现场监测数据进行对比,详细分析了基坑开挖过程中支护结构受力变形规律。随后在此模型基础上,分析了拱形咬合桩支护结构的设计参数对支护结构受力变形及基坑稳定的影响规律,以此为实现拱形咬合桩支护结构的优化设计提供依据。本文研究得到的主要成果如下:
(1)基坑降水开挖过程中,拱形咬合桩支护结构受力变形总体较小。最大水平位移发生在拱冠处,支护结构上的水平位移从拱冠至拱脚由大到小分布。拱形咬合桩支护结构拱脚处支护桩受力较复杂,桩身弯矩存在多个反弯点。在开挖面以上,拱脚处支护桩的桩身最大弯矩均在深度-8.5m范围产生。在开挖面以下,最大弯矩发生位置不断下移,最终稳定在深度-19.5m范围。
(2)基坑周围20m范围为降水开挖导致地表土体沉降的主要影响区,基坑周围地表沉降呈“勺”形分布。最大地表沉降发生位置与基坑有一定的距离,大约在拱形咬合桩支护结构拱冠后方约5.6m处。基坑降水开挖过程中,周围地表沉降总体较小,这说明拱形咬合桩支护结构可以较好地限制土体沉降变形。
(3)改变桩顶连系梁刚度、拱脚处支护桩的桩身插入比对拱形咬合桩支护结构受力变形、基坑周围地表沉降及坑底隆起的影响均较小,因此在支护结构能达到强度要求的前提下,桩顶连系梁满足构造要求即可,桩身插入比也不宜设置过大。
(4)咬合量、拱脚处支护桩的直径、矢跨比的变化对拱形咬合桩支护结构受力变形及基坑稳定的影响较为显著,因此对拱形咬合桩支护结构进行优化设计应该将重点放在咬合量、拱脚处支护桩直径与矢跨比等参数上,针对不同的设计要求,可以采取合理的优化措施。