基于桩锚结构参数对深基坑变形影响的支护设计方法研究

摘要

目前，深基坑常采用桩锚支护，常用的极限平衡法、弹性地基梁法和数值模拟分析法均有其局限性及复杂性，故桩锚支护构件的设计方法亟待进行更为深入的分析和研究。
　　为了使深基坑桩锚设计方法更加符合工程实际且更为经济合理，本文在国内外相关理论和方法的基础上，分别采用了理论分析、实际案例分析归纳、MIDAS/GTS有限元程序建立的实体桩3D数值模拟及安全系数评价等几种方法，以桩锚支护构件的尺寸变化为参数，对整个基坑稳定的影响进行了分析研究，主要工作和成果如下:
　　1)研究基坑桩锚支护结构的构成要素，利用MIDAS/GTS软件，首次建立了实体桩及实体锚杆并存的深基坑支护模型，有效的反映出实际基坑支护结构中各支护构件工作情况。
　　2)利用有限元理论的强度折减法，研究了基坑桩锚支护力学效果，提出了基坑和桩顶最大位移量及土体安全系数同时作为支护效果评判标准，建立了位移量与安全系数的双重评判体系。
　　3)利用强度折减法理论和位移量、安全系数的双重评判标准，发现了基坑支撑构件中支护桩嵌固深度、支护桩径、锚杆锚固段长度及群桩锚水平间距的参数变化对基坑整体、支护体系的影响规律。
　　4)利用熵值法理论，得出了各参数对基坑稳定性的影响比重分别为支护桩嵌固深度0.2168、支护桩径0.2013、锚杆锚固段长0.3269及群桩锚水平间距0.2549。
　　5)利用参数影响比重优化了现有基坑桩锚结构设计方法，让设计步骤更加快捷，有效，符合实际情况。该研究在保证深基坑桩锚支护施工安全前提下，改善了现有设计中仅凭极限平衡法及弹性地基梁法繁琐计算的不足，并有效的减少了桩锚支护设计中材料浪费程度，为桩锚支护设计的安全保证及有效设计提供了保证。