深基坑桩锚支护结构的优化设计与模拟分析

作     者：徐雅丽 

作者单位：内蒙古科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：银英姿

授予年度：2015年

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

主      题：深基坑 桩锚支护 数值模拟 MIDAS/GTS 细部参数 

摘      要：近年来，随着社会经济的发展，为了缓解建筑用地的紧张，地下空间资源利用率逐年提高，基坑支护随着地下空间的发展也成为我们关注的问题。在众多的支护方法中，桩锚支护结构是应用最广泛的一种支护方式，具有施工方便、造价低、位移小等优点。 本文以包头某大型深基坑工程为实例，运用理正软件对桩锚支护结构进行设计计算与基坑稳定性、抗隆起、抗倾覆及嵌固深度稳定性验算并采用MIDAS/GTS有限元软件对基坑支护结构的受力状况与变形特性进行模拟，模拟基坑在不同开挖工况下的水平位移、地表沉降和应力等，并与监测结果进行对比分析。在原有方案的基础上对支护结构进行细部参数分析与数值模拟，并与原方案进行对比分析。通过上述分析，本文得到以下结论： （1）基坑开挖过程中，土体的水平位移和竖向沉降位移最大值分别为9.8mm和11.46mm，其位移值均在规范规定的范围内。通过对模拟值与监测值的对比分析，发现两者数据相差不大且趋势相同，说明MIDAS/GTS有限元软件基本上可以真实的反应基坑实际开挖过程中的受力变形。 （2）土体的竖向应力随着基坑深度的增加呈现逐步增加的规律，符合土体的应力分布，在基坑坑底出现应力集中的现象，在施工过程中要加强对部位的监测，以便更好的指导设计和施工。 （3）对支护结构的细部参数进行分析，分析不同桩间距、嵌固深度、锚固位置、桩径、预应力、锚杆倾角时的支护结构的水平位移和竖向位移，选出合理的细部参数，即桩径0.8m、桩间距1.2m、嵌固深度3.9m、锚固位置3.0m、锚杆倾角13°、预应力为原方案的90%。与原方案相比较，基坑的水平位移和竖向位移由原来的9.8mm和11.46mm减小为7.8mm和10.2mm、基坑稳定性提高且工程造价降低。