深基坑咬合桩支桩支护结构优化设计及数值模拟研究

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随着我国经济的发展,城市化进程的加快,大中城市的规模和人口都在不断的增长,人们对交通的要求越来越高,城市轨道交通由于其快捷、准时、运量大等种种优点,越来越受到人们的青睐,各大城市纷纷开始着手规划及修建地铁。由于地铁车站基坑规模一般都比较大,各地地质条件也各不相同,各种基坑支护方式都得到了非常广泛的应用。钻孔咬合桩作为其中一种近年来兴起的基坑支护结构,由于其自身突出的优点,目前在我国的应用越来越广泛,但目前学者对咬合桩支护结构的研究却不是很多,一方面原因是因为在国内应用的不是很多,另一方面咬合桩结构本身的复杂性,研究起来比较困难。首先,文章详细介绍了目前咬合桩在国内外的应用和研究情况,以及目前存在的问题。然后文章以杭州地铁一号线秋涛路站为工程背景,主要研究了以下几项内容:1.鉴于目前在大多数咬合桩支护结构应用中,仅仅把咬合桩当作一般的钻孔灌注桩来进行设计,对其中的素桩仅仅考虑其止水作用,并没有考虑其荷载分担作用,然而通过模型试验及理论分析,素桩在使用过程中是承担一定的荷载的。文章结合秋涛路工程,通过系统的理论推导及分析,即如果考虑到素桩的荷载分担作用,可以对咬合桩进行优化设计,即咬合桩的钢筋混凝土桩的配筋可以一定程度的减少,却完全能够满足承载力的要求,这将对实际的工程建设具有十分良好的经济效果。2.为了更全面充分的研究咬合桩围护结构在深基坑开挖过程中的位移变形规律及周围地表的沉降规律,文章选择站场东端一段基坑为研究对象,运用三维快速拉格朗日法数值模拟软件FLAC3D对基坑开挖进行有限元计算。分析了基坑开挖过程中咬合桩桩身的变形规律,荤素桩协调变形关系,以及基坑周围地面的沉降规律,还分析了在各工况下支撑的轴力变化情况,并与实际监测数据作了对比分析。3.讨论了以咬合桩为支护结构的深基坑变形影响因素,并通过对比计算分析得到了各种因素对基坑的变形的影响程度,为优化设计提供了有价值的建议。
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