深基坑支护中软基旋喷桩加固方案优化

摘要

随着我国城市轨道交通的空前发展，出现了越来越多的深基坑工程实例，基坑工程中的问题也越来越多。作为一种可行的变形控制措施，被动区软基加固能有效地改变土体力学指标，减少降水引起的固结变形，增强坑底抗隆起能力，提高被动土压力系数。本文根据大连海之韵地铁车站基坑工程实例，运用有限元软件ABAQUS对连续墙深基坑中旋喷桩软基加固问题进行研究，通过数值模拟的结果对旋喷桩加固的布置进行优化。主要工作如下:
　　1.运用ABAQUS数值模型对基坑实例进行模拟，对比数值计算结果和基坑现场监测结果。对比结果表明:数值模拟与现场监测的支护桩水平位移、内支撑轴力基本一致，从而验证了计算模型的合理性，为进一步研究铺平道路。
　　2.数值模拟结果表明:支撑轴力和支护桩水平位移随着基坑开挖而变大;开挖到坑底时，支护桩最大水平位移发生在坑底软弱下卧层处，第四道支撑达到最大轴力;由于内支撑的约束，支护桩顶端发生向外的位移。
　　3.被动区软基加固过程中，随着抽条加固和裙边加固面积增加，其加固效率下降，故合理的抽条加固和裙边加固应在一定的比例范围内。本工程实例所采用1∶3抽条加固，3排裙边加固的方式，其抽条加固和裙边加固的效率相当，是合理高效的旋喷桩布置方案。
　　4.单独建立钢筋混凝土支护桩的数值模型，施加监测位移荷载，计算得到混凝土和钢筋的应力分布，满足设计要求。模拟不同降水顺序对基坑变形的影响，发现比起先降水后开挖，边降水边开挖的工序更有利于支护结构的安全。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 国内外近年深基坑工程与事故

1．2 深基坑工程与旋喷注浆法发展现状

1．2．1 深基坑问题的科研发展现状

1．2．2 旋喷注浆法概述

1．3 主要研究内容

2 工程概况

2．1 工程项目及周边环境

2．2 工程地质条件及评价

2．3 水文地质概况

2．4 围护结构设计

2．5 小结

3 ABAQUS基坑模型建立

3．1 有限元分析方法

3．1．1 有限元理论基础

3．2 土体本构模型的选取

3．2．1 Mohr-Coulomb模型简介

3．2．2 ABAQUS模型中土体参数取值

3．3 ABAQUS几何模型的建立

3．3．1 合理计算尺寸的确定

3．3．2 简化模型的假定

3．3．3 咬合桩模拟

3．3．4 内支撑模拟

3．3．5 开挖过程以及旋喷桩加固的实现

3．3．6 基坑降水过程的模拟

3．4 施工过程与分析步

3．5 小结

4 现场检测结果与数值计算结果

4．1 基坑现场监测

4．2 监测结果

4．3 数值计算结果

4．4 数值计算结果和监测结果对比分析

4．4．1 支护桩水平位移对比分析

4．4．2 内支撑轴力对比分析

4．5 数值模拟云图

4．6 小结

5 软基加固方案对比与优化

5．1 裙边加固方式的对比

5．2 抽条加固方式对比

5．3 抽条和裙边加固评价

5．4 咬合桩极限应力数值分析

5．5 基坑降水方式研究

5．6 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢