圆形咬合桩深基坑围护结构受力及变形特点分析

摘要

圆形地下连续墙作为一种特殊的支护形式，具有整体刚度大、抗渗性好、作业空间大、成本低等优点，具有明显的空间“拱效应”，能够充分利用混凝土的抗压性能，将围护结构受到的土压力转化为环向应力，围护结构变形小。圆形基坑围护结构形式一般为地下连续墙，本文工程中为圆形咬合钻孔灌注桩，目前对于咬合桩的受力及变形特点的研究较少，现场监测数据具有一定的理论价值和工程意义。由于圆形基坑的空间“拱效应”，使得围护结构的受力及变形更加复杂，此外基坑工程具有明显的区域差异性，所以对特定地区的圆形地下连续墙受力及变形特点仍需继续研究。
　　本文基于现场监测数据对圆形咬合桩深基坑支撑体系的受力及变形特点进行分析及总结。采用有限元软件MIDAS/GTS对实际工程进行三维实体建模并进行对比分析。利用等效刚度原理将咬合桩等效成地下连续墙，针对南京地区地质条件，基于数值模拟评价了影响圆形基坑围护结构受力及变形的影响因素。
　　对现场监测数据进行汇总分析，发现基坑整体发生了一定程度的不规则变形，基坑南侧监测点测斜值要大于一般同类型小直径圆形深基坑，通过数值模拟分析认为荤桩与相邻的素桩咬合部分施工质量不好是主要原因，也即荤桩与素桩之间发生相互嵌入或滑动。此外在不考虑基础情况下坑外建筑物对监测点的桩顶侧移值和最大侧移值影响较大。对距其最远监测点的桩顶侧移值影响较大，侧移曲线在一定深度处出现转点。素桩弹性模量的改变并不是导致咬合桩侧移值偏大的主要原因。通过现场监测数据发现坑外地表最大沉降点发生位置距基坑边缘水平距离与最大开挖深度的比值为0.8，为“主影响区”0.4倍。将咬合桩等效成地下连续墙，围护结构最大径向位移值变化幅度为5.5％，最大环向应力值变化幅度为4.2%，连续墙受力及变形值要小于咬合桩。圆形基坑直径对围护结构受力及变形影响最为显著。当围护结构厚度相同时，随着基坑直径的增大，围护结构的空间“拱效应”逐渐减弱。当基坑直径相同时，围护结构厚度越厚，圆形基坑空间“拱效应”作用越显著。

目录

第1章 绪 论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2圆形深基坑国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第2章 工程实例分析

2.1工程概述

2.2施工工序

2.3监测方案

2.4监测仪器介绍

2.5监测过程

2.6监测数据分析

2.7本章小结

第3章 有限元模型建立及分析

3.1引言

3.2三维建模分析的必要性及建模假设

3.3建模过程

3.4 MIDAS/GTS模拟方法验证

3.5数值模拟结果与监测数据对比分析

3.6数值模拟结果分析

3.7差异影响因素分析

3.8本章小结

第4章 圆形基坑受力及变形影响因素分析

4.1引言

4.2咬合桩等效成连续墙

4.3不同影响因素分析

4.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢