斜直组合型双排锁扣钢管桩支护性能数值模拟分析

作     者：周毅 张宁 王艳华 周德泉 

作者机构：长沙理工大学土木工程学院 湖南建设投资集团有限责任公司 中国路桥工程有限责任公司 

出 版 物：《中外公路》 (Journal of China & Foreign Highway)

年 卷 期：2025年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号:52278329) 湖南省交通运输厅科技项目(编号:202247) 

主　　题：基坑 锁扣钢管桩 数值模拟 双排桩 内排桩 桩顶水平位移 弯矩 土压力 

摘      要：香港国际机场场地主要为填筑土且地下水位高，地下通道基坑工程选择合适的支护结构非常重要。本文提出斜直组合型锁扣钢管桩，有利于支护、隔水、回收。本文通过有限元软件Midas GTS NX进行数值模拟，对比分析组合型式与倾斜角对斜直组合型双排锁扣钢管桩内排桩的工程响应。结果表明，采斜直组合型双排桩比传统双排竖直桩内排桩顶部水平位移减少了约50%，桩身弯矩峰值降低了约30%，具有更好的工程效果。内排桩倾斜角相同时，正-负斜双排桩的内排桩顶部水平位移、桩身弯矩峰值、桩身挠度表现优于其他组合形式。工程中，可将双排锁扣钢管桩优先设置成正负斜双排桩、内斜-直双排桩，在施工设备容许范围内尽量增大倾斜角，内排桩顶部水平位移、桩身弯矩峰值、桩身挠度均会小于其他组合。该研究结果可为香港机场等地下水位高的填筑土场地地下通道基坑开挖支护提供设计依据。