软土地区深基坑内撑式排桩支护的变形规律现场监测与数值模拟分析

摘要

在软土地区基坑支护中，内撑式排桩支护体系由于具有较高的可靠性、不侵越红线、地层适应性强、便于与逆作法施工相结合等优点而得到广泛应用。然而，排桩支护体系的整体受力性状和基坑变形机理仍不十分清楚，有待进一步深入研究。因此，研究基坑开挖过程中基坑及周围土体的变形规律及其影响因素，分析基坑周围土体的变形情况，从而预测基坑开挖对周边建筑物、地下管线和道路等的影响程度，进一步探讨基坑的相关设计参数，对指导软土地区深基坑设计与施工具有重要的理论与现实意义。
　　在前人研究工作的基础上，本文采用现场实测和数值模拟相结合的方法对软土地区深基坑内撑式排桩支护的变形规律进行分析，其主要研究内容如下:
　　(1)简要介绍了基坑开挖引起围护墙体变形和墙后地表沉降的国内外研究现状和成果。
　　(2)简述了基坑工程的作用、特点以及基坑围护结构选型、基坑变形机理和变形估算方法，并介绍有限元模拟基坑开挖过程的基本原理和步骤以及数值计算中常用土体本构模型。
　　(3)对杭州地区某深基坑内撑式排桩支护体系的基坑水平位移、坑外土体地表沉降、坑外地下水位、支撑轴力等实测数据进行整理分析，研究其变化规律。
　　(4)对软土地区深基坑内撑式排桩支护体系的变形规律进行三维有限元数值模拟，分析排桩变形和地表沉降随开挖工况的变化情况。同时采用数值模拟方法对围护桩插入比、围护桩和内支撑刚度、基坑周边超载、坑内被动区土体加固情况等因素对基坑变形的影响及规律进行分析，通过轮流变换参数来研究这些因素对软土地区内撑式排桩支护深基坑变形的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 基坑变形国内外研究现状

1．3 本文研究的主要内容和主要技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究技术路线

第二章 深基坑内撑式排桩支护变形机理和预测方法

2．1 基坑工程的作用及特点

2．2 基坑周边围护结构选型

2．3 基坑变形机理

2．3．1 围护墙体变形

2．3．2 基坑底部隆起

2．3．3 墙后地表沉降

2．4 基坑变形计算理论及经验预测方法

2．4．1 Peck经验公式法

2．4．2 按开挖深度估算侧移及沉降

2．4．3 抗隆起稳定安全系数法

2．4．4 地层损失法

2．4．5 影响区法

2．4．6 坑底隆起的简单计算方法

2．5 基坑开挖过程有限元模拟的基本原理

2．5．1 ABAQUS简介

2．5．2 分析步及开挖步骤

2．6 常用土体本构模型

2．7 本章小结

第三章 软土地区深基坑内撑式排桩支护变形规律现场实测研究

3．1 引言

3．2 工程概况

3．2．1 工程概况及周边环境

3．2．2 工程地质条件

3．2．3 深基坑支护形式

3．3 基坑监测方案

3．3．1 监测内容

3．3．2 监测频率

3．3．3 监测报警值

3．4 监测成果及数据分析

3．4．1 基坑水平位移分析

3．4．2 基坑外围土体地表沉降分析

3．4．3 坑外地下水位分析

3．4．4 支撑轴力分析

3．5 本章小结

第四章 软土地区内撑式排桩支护深基坑变形规律数值模拟分析

4．1 引言

4．2 软土地区基坑内撑式排桩支护变形规律三维数值分析

4．2．1 三维模型的建立

4．2．2 计算结果及分析

4．3 基坑变形影响因素分析

4．3．1 二维模型的建立

4．3．2 基坑变形影响因素分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文