新型装配式可回收深基坑支护结构变形规律及影响因素研究

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在进行深大基坑的开挖时,势必会对地下空间及周围环境产生严重污染。针对基坑开挖对地下空间及周边环境造成严重污染的现状,提出了新型装配可回收深基坑支护体系。该新型支护体系不仅可以对基坑进行临时支护,控制基坑的变形,还可以全部回收重复利用以此减小对地下空间及周边环境的污染。本文在参考大量文献并结合众多学者研究成果的前提下,基于石家庄市某深基坑工程,针对该基坑开挖阶段中引起的变形,以理论分析为基础,利用有限元软件建立基坑三维开挖模型,对新型支护体系中的支护桩、基坑底部土体的和坑外地表土体的位移变形作了相关深入的研究。以下为主要研究内容和成果:(1)深入了解国内外目前在深基坑变形等研究领域内的专家学者著作文献,并对基坑变形做了简要论述,在理论上详细地分析了深基坑在开挖阶段中存在的变形形式及影响基坑发生变形位移的相关因素。(2)通过结合国内外深基坑可回收支护结构研究现状与现有的基坑支护设计规范,提出新型可回收支护体系中竖向支撑桩、横向支撑梁及锚杆的设计内容及验算方法,获得数值模拟分析所需要的参数数据。(3)采用数值模拟软件,根据工程施工方案模拟基坑开挖流程步骤,掌握基坑在整个开挖阶段中的支护桩、基坑底部土体及坑外地表土体的位移变形情况。模拟结果显示,基坑开挖对支护桩、坑底土体及坑外地表土体的变形影响均在基坑变形规范允许范围内,验证了新型支护结构可全回收的可行性。(4)通过改变锚杆倾角、锚杆预应力和锚杆水平间距等方式,研究不同支护参数对基坑变形及坑外地表土体变形的影响。先后获得了锚杆倾角为5°、15°、25°、35°、45°,锚杆预应力为30k N、75k N、120k N、150k N、210k N,锚杆水平间距为1.0m、1.5m、2.0m、2.5m时的影响规律。
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