某基坑开挖及锚桩支护的监测与数值模拟分析

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随着城市化的不断推进,现有的城市规模和已建成的建筑已无法满足人们日常生活的需求,更高更大的型的构筑物不断的涌现。于此同时随之而来的是基坑的开挖规模在不断的增大,深度在不断的加深,会很容易遇到很多复杂的工程地质条件;以及由于城市建筑的密度在不断的增加,建筑物之间的距离在不断的减小,基础的开挖势必会影响到周边已有构筑物的使用安全等问题。因此,对与基坑开挖过程中的各种导致危险的因素的产生的原因进行研究是保证工程和人们生命财产安全的一项重要的工作。  土体由于开挖所引起的位移和变形是导致建筑物破坏的直接原因。而对基坑支护方案的选择、支护结构的刚度与强度的设计,以及在基坑开挖施工过程中对支护结构的状态监测和判别就成为了保障建筑物安全的直接有效办法。由于土体自身的物理力学性质的特殊性,不同地方的水文地质情况存在差异性,导致影响支护结构和开挖土体之间的相互作用因素多样化和复杂化,从而使得基坑工程变得十分的复杂,对其进行研究变得困难。  本文依托南宁市某直属公房旧房改造工程的基坑开挖工程为背景,基于基坑监测和有限元法等基本原理,运用ABAQUS有限元软件对桩锚联合支护下的基坑开挖进行三维数值模拟研究:  (1)基坑边的水平位移在每次土体开挖是出现波动,但在支护完成后都趋于稳定;基坑边的竖向位移随着基坑的开挖呈现出下沉的现象,但在支护下,位移量受到了限制,并受到地下水位升降的影响;支护桩的位移变化处在正常范围之内,但由于施工干扰等情况位于基坑支护桩东北面S5号桩有比较明显的水平位移趋势;场地的地下水水位受季节变化较大,且因场地位于江边,使得场地的地下水与江水有水力联系。  (2)在施加预应力锚索和未施加预应力锚索的不同工况下,在施加预应力锚索的工况下的土体水平位移值要小于未施加的工况,表明了预应力锚索对于限制土体的水平位移发挥着有效的作用;而在模拟中,两个工况的土体的竖向位移变化曲线总体呈现出一条抛物线的形状,施加了预应力锚索的工况和未施加预应力锚索的工况下的土体的沉降差别很小,这表明施加预应力锚索对于土体的竖向位移影响较小。基于ABAQUS的数值模拟结果与实际监测结果在开挖过程中趋势相吻合,对该软件应用于基坑开挖的模拟具有一定的借鉴意义。
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