一种内支撑支护体系在深基坑施工期的数值模拟及分析

摘要

随着建筑技术的发展进步，建筑基坑周边施工环境越来越复杂，基坑开挖的深度和面积也在不断增加，这些因素使得基坑支护技术面临更大的挑战。本文以济南市某商业广场的深基坑工程为背景，介绍了一种改进的排桩+斜支撑支护结构在大面积基坑中的应用，通过数值模拟的方法对基坑支护的施工过程进行了模拟，目的是研究随基坑开挖和支护施工进行时，这种支护体系的受力和变形的变化规律。最后将数值模拟结果与现场监测数据作对比，分析所采用的模拟方法的优势与不足，明确这种排桩+斜支撑支护体系的应力应变特点和变化规律，为后续及类似的基坑支护工程提供参考，保证基坑支护工程的安全经济的发挥作用。
　　本文以实际工程为背景，采用FLAC3D数值模拟软件对排桩+斜支撑支护结构在深基坑的支护施工进行模拟。研究了这种支护体系中各个构件的变形分布和受力特点，特别是在基坑开挖支护过程中的变化情况:基坑开挖的深度越大，支护体系整体受力越大。围护结构支护桩的水平位移分布特点是“中间大，两头小”，桩顶冠梁和斜支撑对支护桩上部变形的限制作用明显;而支撑桩桩身全部在开挖面以下，桩项分担了较大的荷载，增加了基坑整体稳定性。同时建立三维空间模型考察支护体系随基坑支护施工的变化规律，讨论了支护体系的空间效应。
　　本文将数值模拟所得的支护结构体系的应力应变情况与现场监测数据作对比，整体变化规律是一致的，但局部存在偏差，验证数值模拟方法的可行性。但是数值模拟采用的计算参数、本构模型、支护结构相互作用等因素都可能导致数值模拟结果与现场监测数据存在误差，应根据工程实际及监测数据反演计算参数，对计算模型进行修正。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 本文主要研究内容

第二章 深基坑常见支护简述

2．1 深基坑支护工程特点

2．2 常见深基坑支护类型及适用范围

2．2．1 悬臂式支护结构

2．2．2 土钉墙支护结构

2．2．3 拉锚式支护结构

2．2．4 地下连续墙结构

2．2．5 复合型支护结构

2．3 基坑支护常见问题

2．3．1 基坑变形

2．3．2 基坑失稳

2．4 基坑支护研究现状

2．4．1 基坑支护国外研究现状

2．4．2 基坑支护国内研究现状

2．5 内支撑支护结构概述

2．5．1 内撑式支护结构构成

2．5．2 内撑式支护结构设计计算理论

2．5 本文研究的排桩+内撑式支护结构及特点

第三章 实例工程支护设计理论

3．1 工程概况与工程地质条件

3．1．1 工程概况

3．1．2 场地地层岩性

3．2 支护设计方案

3．2．1 设计概述

3．2．2 支护结构体系

3．2．3 支护结构施工阶段

3．2．4 土层力学参数及土压力计算

3．2．5 支护设计计算

第四章 基坑工程数值模拟

4．1 FLAC3D简介

4．1．1 计算特征

4．1．2 本构模型与边界条件

4．1．3 结构单元

4．2 建立模型

4．2．1 基本假设

4．2．2 模型的建立

4．2．3 初始地应力平衡

4．3 基坑开挖支护数值模拟

4．3．1 工况介绍

4．3．2 支护桩随开挖应力应变分析

4．3．3 支撑桩随开挖应力应变分析

4．3．4 斜撑随开挖应力应变分析

4．3．5 角撑随开挖应力应变分析

4．3．6 基坑周围土体随开挖位移分析

4．3．7 基坑周围土体沉降

4．3．8 基坑坑底隆起

第五章 FLAC3D模拟结果与施工监测结果对比

5．1 支护桩水平位移

5．2 支护桩内力

5．3 桩顶水平位移

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢