深基坑桩锚支护结构开挖力学效应及稳定性影响因素研究

摘要

随着高层建筑、地下车站的大量建设，深基坑工程越来越多，桩锚支护结构因其施工方便、支护空间小等方面的独特优势在深基坑中得以广泛应用。桩锚支护结构在基坑开挖过程中的力学效应关系到支护体系和基坑的稳定性，因此，研究桩锚支护结构在基坑开挖过程中的受力变形特征、分析影响桩锚支护结构体系稳定性的关键因素，对保证开挖过程中基坑的稳定性、优化桩锚支护结构的设计具有十分重要的意义。本文在分析国内外相关研究成果的基础上，以重庆市某超高层建筑深基坑项目为工程背景，通过理论分析、现场监测和数值模拟方法，对桩锚支护结构在基坑开挖过程中的受力变形特征、支护结构的参数对基坑稳定性的影响进行了较为系统深入的研究。主要内容和成果如下：
　　①阐述了现行的桩锚支护结构的设计计算方法，并介绍了桩锚支护结构的工作机理和可能发生的破坏模式。
　　②对依托工程桩锚支护结构的受力变形进行了监测，详细介绍了监测过程并对监测结果进行了分析，现场监测数据的分析表明，工程所采用的桩锚支护结构能很好的控制基坑周边岩土体的位移，且支护结构自身的受力和变形均处于合理范围内。
　　③采用FLAC3D数值分析方法，根据实际支护参数和基坑周边地质状况建立数值模型，依据施工方案模拟开挖过程，在对桩锚支护结构的开挖变形特性和开挖力学特性分析的基础上，研究了在开挖过程中支护桩和锚索的侧向变形特征、支护桩剪力和弯矩的变化以及锚索拉力的大小和分布规律。
　　④通过改变桩锚支护结构的支护参数，对比分析了不同锚索排数（2排、3排、4排、5排、6排）、不同锚索间距（2.5m、5m）及不同支护桩嵌固深度（2.5m、5m、7.5m、10m、12.5m）时支护结构的受力变形特征。结果表明，上排锚索的锚固作用、支护桩底端的嵌固作用是保证桩锚支护结构稳定性最重要的两个因素。

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1. 绪论

1.1研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容和技术路线

2. 深基坑桩锚支护结构设计计算方法及破坏模式分析

2.1 深基坑桩锚支护结构的工作机理

2.3桩锚支护结构破坏模式分析

2.4本章小结

3. 某深基坑桩锚支护结构受力变形监测及结果分析

3.1工程概况

3.2深基坑桩锚支护结构受力变形监测

3.3监测结果分析

3.4本章小结

4. 深基坑桩锚支护结构开挖力学效应数值分析

4.1FLAC3D数值分析方法

4.2 数值模型的建立

4.3基坑开挖过程中支护结构的变形特性分析

4.4基坑开挖过程中支护结构的力学特性分析

4.5 开挖过程中塑性区分布

4.6本章小结

5. 桩锚支护结构稳定性影响因素数值分析

5.1 有无锚索对支护排桩结构稳定性的影响

5.2锚索布置方式对桩锚支护结构稳定性的影响

5.3支护桩嵌固深度对桩锚支护结构稳定性的影响

5.4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