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西安某深基坑工程桩锚支护设计参数研究

西安某深基坑工程桩锚支护设计参数研究

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作者：严培铖长安大学

学位级别：硕士

随着城市建设的快速发展,城市建筑规模逐渐增大,基坑向着“更大更深”的方向发展,基坑周边环境也越来越复杂。桩锚联合因其支护效果好、控制变形能力强的优点,成为我国使用较广泛的支护形式之一。但桩锚支护结构相关理论研究较少,在设... 详细信息

随着城市建设的快速发展,城市建筑规模逐渐增大,基坑向着“更大更深”的方向发展,基坑周边环境也越来越复杂。桩锚联合因其支护效果好、控制变形能力强的优点,成为我国使用较广泛的支护形式之一。但桩锚支护结构相关理论研究较少,在设计时多采用经验值。而且随着基坑规模的加大,单纯的增加桩的强度是不经济的也是不现实的。因此,本文以西安高新会议中心二期基坑开挖支护工程为研究对象,对现场监测、数值模拟结果进行对比分析,以“弱桩强锚”为研究方向,对相关设计参数进行优化。本文的主要研究内容及结论如下:(1)简要介绍深基坑桩锚支护与深基坑监测近年的研究现状与深基坑支护结构变形方式,为本文研究奠定基础。(2)以西安高新会议中心二期基坑开挖支护工程为例,对开挖过程中的支护结构变形、周边地表和建筑物沉降进行监测。(3)运用Abaqus CAE通用有限元软件,对基坑邻近建筑物一侧平面应变段支护结构进行三维有限元模拟,分别对锚索长度、锚索预应力大小、支护桩桩身强度对支护结构的影响进行分析,结果表明,桩锚支护结构中的预应力锚索可以有效限制桩身水平变形,改善桩的受力。(4)浅基础建筑物旁开挖深基坑会因土的卸荷作用导致建筑物地基的局部承载力降低,并在地基中产生塑性破坏面,导致建筑物发生沉降,通过增加锚索预应力和锚固段长度可以有效减少建筑物沉降。(5)桩后土体向坑内变形会在周边建筑物基础外墙处产生主动土压力区,土体沿塑性破坏面有向下滑动的趋势,导致建筑物周边地表沉降。可通过减小桩顶水平变形来限制周边地表沉降。(6)对“弱桩强锚”设计的理论计算结果与数值模拟结果进行了分析。与现有设计方案相比,“弱桩强锚”的设计方法可以在适当降低桩身强度并增加锚索设计强度的条件下减小支护结构变形、周边地表沉降和周边建筑物沉降,同时减少工程造价。(7)根据Terzaghi的刚性核理论推导出基坑开挖导致建筑物沉降的沉降值计算公式、局部承载力降低公式与建筑物基础影响宽度计算公式,并分析了该公式的适用条件。

关键词：深基坑弱桩强锚桩锚支护结构数值模拟优化设计

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