深基坑二次开挖桩锚支护结构计算程序及数值模拟

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随着我国城镇化建设步伐的加快,城市建筑用地供应日趋紧张,因此,地下空间的利用越来越受到人们的重视。但由于深基坑工程开挖深度大、开挖周期长且对周边建筑物影响大、地质条件复杂、事故频发等因素日益成为制约着人们对地下空间有效利用。为了寻求更好更合理的基坑支护方式,人们通过经验总结和理论推导,发展了悬臂排桩、桩撑、桩锚、钢板桩、地下连续墙、水泥土挡墙、土钉墙等基坑支护方式。桩锚支护以其可支护开挖深度大、基坑宽度不受限制、可采用大型机械进行施工等优点日益受到设计人员的青睐。基于深基坑桩锚支护方案应用的普遍性和设计计算的不确定性,有必要对该种支护方案进行分析与研究。本文以湖南长沙运达中央广场深基坑(后简称运达基坑)二次支护开挖工程(该基坑采用桩锚支护方式开挖到一定深度一年半后,根据业主要求,部分地基再次往下开挖一定深度)为背景,探讨基坑二次开挖桩锚支护方案“m”法计算桩端位移的合理性与优化设计。文中首先介绍了几种常用的基坑支护形式,着重描述了桩锚式支护结构的基本构造和设计方法,以及地震与非地震作用下土压力的计算方法。再以运达基坑首期支护开挖基坑形变观测资料为依据,利用Matlab软件编写支护桩在地震作用与非地震作用下的的内力与位移计算程序,将计算结果与实测资料进行对比分析,以验证“m”法的适用性与程序设计的可靠性。然后采用MIDAS/GTS有限元分析软件对该基坑桩锚支护结构和开挖过程进行数值模拟分析,并将其计算结构与编程计算结果及实测结果进行对比分析,以验证桩锚支护结构的有效性和该有限元分析软件的可靠性。在此基础上,通过理论计算分析和软件数值模拟,对运达基坑二期开挖支护方案进行优化设计,以期为今后类似基坑二次开挖支护工程提供一定的参考与借鉴价值。
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