加筋旋喷桩在深基坑支护中的应用研究

论文摘要

加筋旋喷桩是近年来工程中出现的一种新形式基坑支护结构,它是在基坑支护桩施工场狭小或上空界限不够的情况下,依靠旋喷桩机作业高度低,占用场地少的特点,创意性地在旋喷桩中加入型材组成基坑支护结构。现在,这种加筋方式已经多样化,其设计还没有形成规范,理论成桩机理方面的研究也较少出现,本文以广州科学城科翔路电力隧道工程中双排加筋旋喷桩的设计和施工为背景,对这种形式的支护桩进行研究,主要内容及成果如下:（1）通过高压旋喷桩的成桩机理,分析了加筋旋喷桩型材与水泥土的组合效应,明确了组合效应的计算原理。（2）按照SMW工法桩内置筋材的形式对加筋旋喷桩进行设计和验算,单排加筋旋喷桩各项安全系数满足设计规范,可以作为加筋旋喷桩验算的一种方法。（3）利用FLAC-3D对双排加筋旋喷桩基坑支护开挖进行模拟计算,明确了基坑开挖过程中,双排钢管的受力特点,基坑周边土体位移开展形式。在计算基础上,对加筋旋喷桩桩长进行了优化计算,得出广州科学城科翔路电力隧道工程中双排加筋旋喷桩合理桩长为12m。此外对基坑周边土体加固方法进行了优化,得出基底加固对基坑稳定最有利。（4）结合现场施工监测数据,对不同支护形式下的基坑土体水平位移进行了分析,同时对比监测数据、设计验算和模拟计算结果,进一步验证了设计结果的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外应用与研究现状
• 1.2.1 高压旋喷桩的应用与研究
• 1.2.2 加筋旋喷桩的应用与研究
• 1.3 研究的主要内容
• 第二章 加筋旋喷桩的作用机理与结构设计
• 2.1 旋喷桩的成桩机理
• 2.1.1 高压旋喷的作用机理
• 2.1.2 旋喷桩的固化
• 2.2 加筋旋喷桩的作用机理
• 2.2.1 非共同作用
• 2.2.2 完全共同作用
• 2.2.3 部分组合效应
• 2.3 加筋旋喷桩支护结构计算
• 2.3.1 主动水土压力计算
• 2.3.2. 被动水土压力值计算
• 2.3.3. 嵌固深度计算
• 2.3.4. 结构内力计算
• 2.3.5. 基坑整体稳定性分析
• 2.3.6. 抗倾覆稳定性验算
• 2.3.7. 基坑底抗隆起稳定性验算
• 2.4 计算实例
• 2.4.1 工程概况
• 2.4.2 计算方法
• 2.4.3 验算结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 加筋旋喷桩支护基坑数值模拟研究
• 3.1 FLAC-3D 简介
• 3.2 模型的建立
• 3.2.1 模型及网格划分
• 3.2.2 参数的选取
• 3.2.3 本构模型的选取
• 3.2.4 模拟工况
• 3.3 加筋旋喷桩支护基坑开挖模拟研究
• 3.3.1 初始地应力
• 3.3.2 土体位移分析
• 3.3.3 桩体应力分析
• 3.3.4 支撑结构轴力分析
• 3.4 加筋旋喷桩结构优化模拟研究
• 3.4.1 桩体长度优化模拟研究
• 3.4.2 基坑加固方法优化模拟研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 工程概况及施工监测
• 4.1 工程简介
• 4.2 工程地质及水文地质
• 4.2.1 工程地质
• 4.2.2 水文地质
• 4.3 基坑支护结构设计及施工
• 4.3.1 支护结构类型及设计
• 4.3.2 主要施工方法
• 4.4 施工监测及数据分析
• 4.4.1 监测方案
• 4.4.2 监测结果分析
• 4.5 监测结果与数值分析结果对比
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件