深基坑双排桩支护结构侧向位移分析

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双排桩是近些年兴起的一种新的深基坑支挡结构,具有侧向刚度大、施工方便、稳定性能好等优点,但双排桩受力机理复杂,尚缺乏较为成熟的计算方法和设计理论。根据工程中常用的几种计算模型,指出了各自的优缺点,同时建立了新的双排桩计算模型。该法以有限元理论为基础,考虑了桩土共同作用,采用接触面模拟桩土的共同作用,方法简单、参数易选取、概念鲜明,经实例验证是基本可行的。采用大型的有限元软件ABAQUS进行双排桩支护结构影响参数的研究,主要分析了支护结构形式、前后排距、桩桩心距、桩间土体强度、冠梁刚度、嵌固深度等对双排桩的支护性能的影响,同时得出了前后合理排距等一系列相关结论,可用于指导该类支挡结构的设计。取得的主要研究成果如下:1.改变双排桩支护结构形式,对于支护结构内力的分布影响较大,而对于支护结构的位移影响相对较小。相对于矩形桩支护结构形式而言,梅花桩支护结构形式下前后排桩正负弯矩值比较均匀,充分发挥了支护结构的工作性能,更适合应用在基坑支护工程中。2.增大排距可以有效控制变形,但支护结构内力相应增加。排距在2/5L0~4/5L0之间时较为合理,当排距>L0时前后排桩内力分布不均匀性加大,前排桩桩身最大弯矩值远大于后排桩桩身最大弯矩值。3.双排桩支护结构桩心距增加,支护结构侧向位移变大,支护结构内力大幅度增大。虽然桩心距越小对于支护结构而言越有利,但是实际工程中我们同样要考虑工程造价、工程施工工期等多方面的综合因素。在满足变形控制要求等指标的情况下,我们应该尽可能减少工期和最大程度降低工程造价。当桩心距处于1.5~2.5倍的桩半径时,前后排桩内力相差较小,可以使结构充分发挥其工作性能。4.适当增加桩间土体强度可以有效控制双排桩支护结构侧向位移,且双排桩支护结构内力变化不大。5.冠梁刚度超过临界刚度时,增加冠梁刚度并不能减小结构变形;相反未达到临界刚度,冠梁刚度增加可以有效提高结构整体稳定性,有利于结构变形控制。6.在满足最小嵌固深度要求基础上,增加前后排桩桩长均可以有效的提高结构整体稳定性,而且增加后排桩桩长可以有效的控制结构变形。7.应用有限元软件ABAQUS分析研究了拟建项目基坑工程中双排桩支护实例的结构内力与变形,并且与现场监测资料作了对比分析。计算结果与现场实测内力与变形规律基本吻合,从而说明采用有限元软件ABAQUS计算的结果是可信的,论文最后针对双排桩结构的设计与施工提出了建议。
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