基坑钢板桩支护结构设计与数值模拟

论文摘要

近年来,我国基础设施建设中出现了大量深基坑工程,其中绝大部分是都需要进行支护。相比较于其他支护形式,钢板桩具有施工快速方便,止水性能好等诸多优点,因而已成为基坑支护工程中的常用形式之一。本文工作主要针对基坑钢板桩支护结构设计与数值模拟展开,主要内容如下：首先介绍了钢板桩的分类,应用情况,施工方法及施工中需要注意的问题。其次,总结了基坑钢板桩支护结构的设计方法,基于该设计方法,可根据钢板桩的实际受力状况建立力学模型,并通过理论计算,确定钢板桩的实际受力及支护结构的稳定性,以确保支护结构的精确性和安全性。最后,结合某市政道路排水管的基坑支护工程,运用FLAC3D软件,基于Mohr-Coulomb模型,模拟基坑开挖过程中钢板桩支护的侧移、基坑周围土体的沉降、坑底隆起等的情况,结果可以对基坑实际开挖变形提供参考依据。对算例的分析结果表明,钢板桩的最大侧移发生在开挖面附近,为-11.7mm；地面沉降量随着距离基坑边缘距离的增加而逐渐增大,最大值约10mm,但是基坑开挖对地表沉降的影响范围是有限的,大约为基坑开挖深度的4倍;坑外土体的最大水平位移有两处,一处是位于基坑开挖面深度附近,水平位移为深层凸出型；一处是位于钢板桩底部深度处,此深度以上和以下水平位移均减小；坑底回弹隆起量最大约50mm,位于坑底中心。隆起量最小为18mmm,位于基坑边缘。数值模拟计算得到的结果与实际工程中得到的数据基本符合,说明模拟计算的精度可以得到保证,对实际工程的应用具有一定的参考和指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 钢板桩的发展前景
• 1.3 国内外钢板桩应用研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 钢板桩的施工工法
• 2.1 振动打桩机的工作原理
• 2.2 钢板桩插打阻力计算式
• 2.3 钢板桩施工中冲击应力的计算
• 2.4 钢板桩插打质量控制
• 第三章 基坑钢板桩支护结构的设计方法
• 3.1 钢板桩支护结构设计
• 3.2 主要参数计算
• 3.3 构件设计与要求
• 3.4 小结
• 第四章 基坑钢板桩支护结构数值模拟及分析
• 4.1 FLAC软件简介
• 4.2 数值计算模型
• 4.3 计算模型及参数确定
• 4.4 计算结果分析
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结与创新点
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目