带锚索排桩深基坑支护结构在软土地区的应用研究

论文摘要

随着我国国民经济的高速增长,城市化建设和地下空间利用已进入一个高速发展期,它们在建设中都面临深基坑工程问题,国内外很多学者在本领域进行了大量的研究,然而由于深基坑支护工程具有复杂性、不确定性以及区域性特点,该领域尚有许多值得继续研究和不断完善的工作。因此,对深基坑支护结构以及合理的参数设计研究是一个有价值的课题。本文结合广州海心沙中央广场基坑工程、中山伟航船厂基坑工程,进行了软土地区深基坑工程理论、现场监测、基坑开挖支护模拟计算、基坑变形分析等方面的研究工作,主要内容包括以下几方面的工作:1.总结了深基坑变形以及桩锚支护在国内外研究现状,对其分析方法进行了阐述,提出该领域尚待研究的问题。2.针对珠三角地区软土的工程特性,分析了软土对深基坑工程的影响,并对桩锚支护结构工作机理和计算分析方法进行了总结,同时对软土深基坑开挖支护过程中的土压力变化影响过程进行了分析。3.结合有限元基本理论,采用有限元软件MIDAS-GTS建立了带锚索的钻孔灌注桩支护结构的有限元源模型,探讨了锚索预应力大小及有无锚索对支护结构的影响,并分析了土层参数、钻孔桩嵌固深度,钻孔桩刚度等因素对支护结构的内力位移产生的影响。4.结合工程实例,考虑预应力锚索,桩土接触作用之间的关系,采用MIDAS-GTS分析在富水、软弱淤泥质土条件下桩锚支护结构下基坑的应力、位移情况,通过数值模拟结果和工程实测数据的对比分析,得出的结果具有一致的收敛性;同时对斜向树根桩加排桩支护的软土基坑监测数据进行分析,探讨了该方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文的研究背景
• 1.2 研究的必要性
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 深基坑的发展历程
• 1.3.2 深基坑变形研究
• 1.3.3 桩锚支护体系研究现状
• 1.3.4 桩锚支护的分析方法
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 软土地区深基坑特性及支护研究
• 2.1 广州地区软土特性
• 2.1.1 软土的定义
• 2.1.2 软土的特性
• 2.2 软土对深基坑的影响
• 2.3 软土基坑沉降变形机理
• 2.4 软土地区桩锚支护结构
• 2.4.1 桩锚支护特点
• 2.4.2 桩锚支护工作机理
• 2.4.3 桩锚支护计算方法
• 2.5 软土地基基坑土压力
• 2.5.1 土压力影响以及传统理论的局限性
• 2.5.2 土压力分布模式
• 2.6 基坑开挖时的应力路径
• 2.7 本章小结
• 第三章 有限元建模分析基本理论
• 3.1 概述
• 3.2 有限元基本理论
• 3.2.1 有限元法基本过程
• 3.2.2 土的本构关系
• 3.2.3 分析方法
• 3.2.4 土体的弹塑性有限元分析
• 3.2.5 接触面单元
• 3.3 本文使用的材料模型及分析软件
• 3.3.1 Mohr-Coulomb 模型
• 3.3.2 MIDAS/GTS 有限元软件简介
• 3.4 有限元模型的建立
• 3.4.1 模型的简化与说明
• 3.4.2 模型的边界条件与施工步骤
• 3.5 本章小结
• 第四章 模型参数对支护结构变形受力的影响分析
• 4.1 概述
• 4.2 有限元源模型建立
• 4.2.1 模型的几何参数
• 4.2.2 模型的材料参数
• 4.2.3 预应力锚索参数
• 4.3 源模型的计算结果分析
• 4.4 预应力锚索对钻孔桩支护结构的影响分析
• 4.4.1 悬臂钻孔桩位移内力分析
• 4.4.2 不同锚索预应力对位移和内力分析
• 4.5 钻孔桩嵌固深度对支护结构的影响
• 4.6 桩体刚度对支护结构性状的影响
• 4.7 基坑土层参数对支护结构的影响
• 4.7.1 基坑底面以上土层参数对支护结构的影响
• 4.7.2 基坑底面以下土层参数对支护结构的影响
• 4.8 本章小结
• 第五章 海心沙中央广场基坑工程实例分析
• 5.1 引言
• 5.2 工程简介
• 5.2.1 工程概况
• 5.2.2 工程和水文地质条件
• 5.3 基坑支护设计方案
• 5.4 基坑开挖有限元计算
• 5.4.1 模型简化及说明
• 5.4.2 边界选取
• 5.4.3 模型材料参数
• 5.4.4 网格划分
• 5.4.5 施工过程模拟
• 5.4.6 模型计算及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 中山船坞深基坑变形实测研究
• 6.1 引言
• 6.2 工程概况
• 6.3 场地岩土工程条件
• 6.4 基坑支护方案
• 6.5 基坑施工工况与现场实测
• 6.5.1 施工工况
• 6.5.2 施工现场监测
• 6.6 实测结果分析
• 6.6.1 围护结构侧向变形
• 6.6.2 支护结构顶水平位移
• 6.6.3 基坑周围沉降位移
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所做工作
• 致谢