冷弯钢板桩止水帷幕在基坑工程中的应用研究

摘要

钻孔灌注桩结合止水帷幕作为一种成熟的工法，已广泛应用于基坑工程之中。常用的止水帷幕有高压旋喷桩和搅拌桩两种，但是传统止水帷幕也暴露了一些缺陷，例如：受土层影响比较大，成桩质量难以控制；水泥土受龄期限制，影响施工进度等。钻孔灌注桩结合钢板桩止水帷幕的支护形式，充分发挥了钢板桩挡土、止水且质量易控制的优点；另外二者通过连梁组成空间桁架结构，对变形控制较有利，在没有其它辅助支撑的情况下，也能发挥空间门架式刚架的整体刚度和空间效应。但是其受力机理仍不明确，计算方法尚不成熟。因此，本文将对该种支护结构进行分析研究。
　　本文使用的大型有限元软件PLAXIS8.0主要涉及到的单元有三种，即：土单元、梁单元和界面单元。本文的土体采用15节点单元，结构单元和界面单元的类型将自动和土单元类型相匹配。本构模型采用H-S模型，该模型采用三个不同的输入刚度使的土体刚度描述得更加准确。
　　本文结合工程实例，对钻孔灌注桩加钢板桩的支护结构进行了数值模拟，研究该支护结构的内力和变形情况。该部分内容主要分以下三个方面进行研究：
　　(1)结合工程实例，利用PLAXIS有限元软件对钻孔灌注桩结合钢板桩的组合支护结构进行数值模拟；
　　(2)通过改变排距、连梁刚度、桩体刚度、基坑开挖深度和桩长等模型参数，进一步研究各因素对该支护结构弯矩和位移的影响；
　　(3)对冷弯钢板桩止水帷幕和传统止水帷幕进行三个方面的对比：内力和位移对比、经济性对比和环境性对比。