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基坑拱形排桩支护结构研究及其应用

钱丽华  
【摘要】: 随着我国城市化的快速发展,地下空间的开发利用在节约土地资源、调节城市土地使用结构、城市基础设施建设、国防建设等方面发挥着越来越重要的作用。可以这样说,没有城市地下空间的有效开发利用就没有城市的可持续发展,这样不可避免的带来大规模的深基坑问题,也对深基坑开挖与支护提出了更高、更严格的要求。同时由于岩土工程自身的复杂性与区域性,涉及因素众多的深基坑工程往往事故率较高,深基坑工程的支护问题已成为工程界的热点、难点和重点问题之一。 本文中所依托的基坑工程位于成都龙泉,坑边有重要建筑需要保护,其支护设计方案是否可靠、可行,是我们所关注的问题。为解决这一问题,本文提出了一种新型基坑支护结构,即拱形排桩支护结构,并对其结构形式和计算方法进行了研究。 本文的研究内容包括以下几方面: (1)归纳整理了国内外深基坑工程设计与施工现状,以及计算模型和计算理论,并对拱形排桩支护结构形式的发展概况作了介绍。 (2)对拱形支护结构的受力机理进行分析。在荷载作用下,拱结构可以产生水平推力,减少了作用在支护结构上的侧向压力。拱结构主要以受压为主,从而既能充分发挥混凝土的抗压性能,又能减小作用在支护桩上的弯矩,将支护结构上的侧向位移控制在很小的范围内,达到了预期效果。 (3)建立了空间协调计算模型。将土体、支护桩、拱冠梁的相互作用一并考虑,提出了拱形支护结构位移、受力的计算方法,应用于工程实际中,具有很好的实用性。本方法中拱冠梁参与计算,对基坑支护结构寻求一种理论上更加合理的计算方法。 (4)本文运用三维有限差分软件FLAC~(3D),对支护结构、土体进行位移和受力性能分析,得出的结果能够较好的反映实际工程的情况,验证了所建模型的正确性。 (5)对计算结果、监测数据及数值模拟分析结果进行对比,具有较好的一致性,说明该设计方案是合理的、有效的、可行的,对同类相似的工程具有一定的实用价值和理论研究意义。


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