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双排桩复合锚杆支护结构的数值模拟分析

方高奎  
【摘要】:随着高层、超高层建筑的普及,基坑的开挖深度逐渐增大,对支护体系设计与施工的技术要求日益提升,给传统的单—支护结构提出了挑战,由单一形式组成的多重复合支护体系逐渐成为目前我国基坑支护的主要发展方向和研究热点。 锚杆支护结构是目前我国基坑支护中常用的支护形式,双排桩支护随着研究的深入在实际工程中的应用也逐渐增多,并且取得了良好的支护效果,但是双排桩复合锚杆却是一种新型的复合支护结构。这种支护结构将双排桩和锚杆经合理的设计构成一个整体,形成双排桩复合锚杆支护体系,充分发挥双排桩和锚杆的各自的技术优势。双排桩复合锚杆不仅具有很好的经济效益,在控制变形,施工快捷等方面都有不错的表现,在郑州地区已有成功应用的例子,但其相关理论和施工中受力和变形研究仍相当欠缺。本文在前人研究的基础上,对双排桩复合锚杆支护结构的空间三维模型进行了数值模拟,主要研究方法和成果如下: (1)开挖过程中基坑的整体水平位移和竖向位移、坑内外土体的隆起和沉降符合一般基坑开挖规律,通过支护结构侧移曲线分析得出双排桩复合锚杆支护结构在控制基坑变形方面效果更好。 (2)通过分析双排桩在开挖过程中桩身应力的变化规律,双排桩和锚杆之间能够很好地协调工作,锚杆的存在明显改善了双排桩的受力状况,使其受力更加合理,前排桩是主要的受力构件。 (3)上部放坡土钉支护部分,土钉的轴力分布符合纯土钉支护的规律,不同位置土钉轴力分布的不同规律可以从土钉的工作机理方面解释。 (4)通过一具体工程实例,结合实测数据说明了这种支护形式的合理性和实用性。


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