含垃圾填埋土地层深大基坑双排桩力学效应及影响因素研究

摘要

随着高层、超高层建筑以及大型交通枢纽的建设，随之而来出现了越来越多的深基坑工程，双排桩支护作为一种新型的基坑支护结构因其支护深度比较大、方便土方的开挖和缩短工期等优点被应用于许多大型深基坑支护，但对含垃圾填埋土地层深大基坑双排桩力学效应及其影响因素的研究还比较少。本文以青岛海边垃圾填埋场中地下综合枢纽为工程背景，通过理论分析、现场试验与监测以及数值模拟等方法，对基坑开挖过程中排桩支护结构的变形和受力特性、布桩方式、桩间距和桩排距、桩间土性质和桩长等因素对双排桩支护变形和受力的影响等进行了较为系统深入的研究。论文主要研究工作和成果如下：
　　①分析了垃圾填埋土的特性，提出了依托工程垃圾填埋土处置方案，通过现场试验验证了处置方案的可行性，并得到了垃圾填埋土的相关力学参数。
　　②分析了含垃圾填埋土地层深基坑的土压力分布，并对基坑的支护结构进行了设计计算与分析。
　　③考虑垃圾填埋土的相关性质和参数，对基坑的开挖过程及其支护结构力学效应进行了数值模拟，获得了双排桩支护变形和受力的分布规律。结果表明：接近基坑底部的开挖对双排桩的侧向变形有较大影响，前排桩承担的荷载比后排桩大；给出了基坑支护的最不利断面，然后根据最不利断面，对单排桩和双排桩的支护效果进行对比分析，结果表明了双排桩支护的合理性，最后根据监测数据和双排桩支护数值模拟计算的结果进行了对比分析，验证了数值模拟值和实际监测值在一定程度上是吻合的。
　　④对双排桩支护的影响因素（布桩方式、桩间距、桩排距、桩间土的性质和桩长）进行了分析，结果表明：布桩方式（矩形布桩、梅花式布桩和丁字式布桩）不同对双排桩支护的变形和受力有较大影响；随着桩间距的增加，前后排桩的变形和受力均在增大；随着双排桩排距的增加，前后排桩受力均是先减小后增大，前排桩侧移先减小后增大，后排桩侧移逐渐减小；改变桩间土体的性质（土的性质变好），前后排桩的变形和受力均在减小；改变双排桩前后排桩的桩长对桩的变形和受力有较大影响；最后，对影响双排桩支护的各参数进行优化设计，优化后的方案双排桩支护的变形和受力均有所减小而且降低了施工成本，达到了优化的效果。

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目录

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3研究内容及技术路线

2 垃圾填埋土特性分析

2.1工程概况

2.2 垃圾填埋土的力学性质

2.3 垃圾填埋土地层的处置

2.4本章小结

3 深基坑支护结构设计及变形计算分析

3.1 基坑支护的设计方法

3.2基坑支护的设计原则

3.3 土压力计算

3.4 基坑支护结构设计计算

3.5 本章小结

4基坑开挖过程及其支护结构力学效应的数值模拟

4.1 引言

4.2 数值模型的建立

4.3 分步开挖下双排桩支护变形及受力特性分析

4.4 单排桩支护和双排桩支护的对比分析

4.5监测结果和数值模拟的对比分析

4.6本章小结

5 双排桩支护影响因素及其参数优化研究

5.1 引言

5.2布桩方式对支护变形及受力的影响

5.3 桩间距对支护变形及受力的影响

5.4 桩排距对支护变形及受力的影响

5.5 桩间土性质对支护变形及受力的影响

5.6 桩长对支护变形及受力的影响

5.7双排桩支护结构的优化

5.8本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读学位期间参与的科研项目

B.作者在攻读学位期间发表的论文目录