临坡基坑抗滑桩支护相互影响及设计优化研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cheng233
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临坡建筑在我国山区城市尤为常见,由于城市土地资源的紧张以及用地红线的限制使得基坑工程距离坡脚很近,基坑的开挖使得边坡侧向约束的弱化将导致边坡发生变形破坏从而威胁基坑工程的安全,如何保证边坡及临坡基坑的安全问题是岩土业界必须面对的理论及技术课题,边坡和临坡基坑是一个相互作用的统一体系,当基坑开挖边线距坡脚的水平距离较近且基坑深度较大时,基坑开挖将对边坡的变形及稳定性产生不利影响,导致边坡产生过大变形,严重者导致边坡失稳从而深埋基坑,造成重大事故。因此,边坡和临坡基坑二者之间的相互影响不容忽视,实际工程设计分析中必须将两者作为一个共同作用的整体进行综合考虑,从而保证边坡的稳定性和基坑施工过程中的安全。临坡基坑支护设计和开挖过程中在保证基坑稳定性的同时,必须兼顾边坡对基坑变形及稳定性的影响,此时基坑与边坡的安全距离是否充裕以及支护型式的选择就显得尤为重要,这将关系到设计的成败及基坑施工过程的安全可靠,为保证边坡及基坑工程的安全,尽快展开“临坡基坑抗滑桩支护的相互影响及设计优化研究”工作势在必行。基于上述考虑,本文采用有限元数值分析软件Midas GTS NX建立二维临坡基坑数值分析模型,通过改变基坑距坡脚的水平距离,分析基坑距坡脚不同距离下二者作为整体的稳定性系数变化、二者分别用抗滑桩支护后桩顶位移的变化以及二者在一定距离下分别采用不同桩长进行支护三种情况,归纳二者作为整体的稳定性随二者距离改变而变化的规律,求出二者可以作为单独个体进行分析支护时的距离界限,揭示二者分别采用抗滑桩支护后相互影响机理。并将上述理论分析结果具体运用于“昆明呼马山临坡基坑支护工程”进行验证。通过对实际工程的分析与论证,从而寻求最优支护设计方案,本研究结论对类似临坡基坑的支护设计具有一定的借鉴意义,通过研究得出以下结论:(1)当基坑与边坡相距较近时二者存在相互影响的问题,且该问题不容忽视;(2)在基坑和边坡未支护前,当基坑与边坡的水平距离在18m以下(不包括18m)时,二者一直是作为整体而存在潜在滑动的可能;当二者的水平距离达到18m时,二者将不存在相互影响的问题,L=18m即为二者可进行单独支护的距离界限。(3)基坑与边坡分别用桩支护时,当L≥12m,两桩的桩顶位移的变化量几乎为0,说明此时二者采用抗滑桩支护的相互影响作用将大大减弱直至消失。(4)当基坑与边坡相距较近时,为避免二者的相互影响问题,可以在边坡处设置抗滑桩进行一次性支护,此时要充分考虑基坑与边坡形成的复合边坡的总高度将抗滑桩设计到足够长。(5)支护设计优化后,边坡处的抗滑桩既可以作为边坡的支挡结构来保证边坡的稳定性,又能够作为基坑的支挡结构保证基坑施工的安全,达到了“一桩二用”的效果。(6)桩锚联合支护时,锚索倾角为15°的条件下,桩顶位移量最小,支护效果最优。
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