錨碇基坑嵌巖支護(hù)結(jié)構(gòu)受力特性和施工技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國橋梁建設(shè)的發(fā)展，在大跨度懸索橋的施工過程中出現(xiàn)了一些開挖深度和平面尺寸很大的錨碇基坑，其嵌巖支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基坑開挖施工安全性方面還存在一些需要探討的問題。 本文結(jié)合實(shí)際工程，通過理論分析和現(xiàn)場監(jiān)測資料總結(jié)了嵌巖地下連續(xù)墻的受力和變形特征，并與普通地連墻進(jìn)行比較。研究表明，由于基巖的約束作用，嵌巖地連墻的變形可以控制在較低水平并且在嵌巖位置變形會(huì)出現(xiàn)反彎點(diǎn)，導(dǎo)致墻身在該位置會(huì)出現(xiàn)很大的負(fù)彎矩，對(duì)其設(shè)計(jì)起控制作用；分析表明，

2、加大墻厚可以在一定程度上減少變形但是會(huì)大大增加墻身受力特別是嵌固段的負(fù)彎矩；一定的嵌巖深度有助于提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和減少變形，但達(dá)到一定深度后再增大嵌巖深度并不能改善支護(hù)結(jié)構(gòu)受力； 針對(duì)嵌巖地下連續(xù)墻的受力特點(diǎn)，本文提出了其正截面設(shè)計(jì)的新方法，建議考慮地連墻軸向壓力的有利作用、將截面當(dāng)作偏壓結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證地連墻安全的前提下減少了墻體配筋量并提高了墻身在嵌巖位置的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，該設(shè)計(jì)方法通過結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行了檢驗(yàn)?？紤]到本次試驗(yàn)

3、鮮有先例報(bào)道，所以本文通過數(shù)值方法進(jìn)行了驗(yàn)證。數(shù)值計(jì)算的結(jié)果佐證了本次試驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)方法的可靠性，并通過改變基巖彈性模量模擬了各類巖石對(duì)地連墻受力性能的影響，據(jù)此確定了墻身在各類巖層的嵌入深度。 彈性地基梁法是目前基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要方法，但是m值的確定還是依賴經(jīng)驗(yàn)公式，而沒有考慮基坑開挖施工的動(dòng)態(tài)影響和圓形圍護(hù)結(jié)構(gòu)的拱作用。本文基于彈性地基梁理論，通過現(xiàn)場實(shí)測基坑變形，基于優(yōu)化方法，對(duì)土體的m值進(jìn)行反分析，并利用所得參數(shù)預(yù)報(bào)

4、下一工況的支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。以潤揚(yáng)北錨為算例，對(duì)本文的方法進(jìn)行了驗(yàn)證，并探討了基坑開挖時(shí)，被動(dòng)區(qū)土體m值的變化規(guī)律和取值方法；基于薄殼彎曲理論，推導(dǎo)了形式類似于彈性地基梁理論的圓柱形支護(hù)結(jié)構(gòu)撓曲微分方程，建議將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的拱作用通過分布彈簧來模擬，考慮到地連墻槽段間接頭的削弱作用，分布彈簧的剛度應(yīng)該有一定折減，最后以陽邏南錨為算例驗(yàn)證了該計(jì)算方法。 基于現(xiàn)有的有限元理論和成熟的商業(yè)軟件，建立了嵌巖地下連續(xù)墻支護(hù)深基坑開挖計(jì)算模型，可以

5、模擬支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的摩擦和基坑的分步開挖。以黃埔北錨為工程背景用本文模型進(jìn)行分析，結(jié)果表明，圓形基坑主要依靠支護(hù)結(jié)構(gòu)的環(huán)向拱作用來抵抗坑外水土壓力，與常規(guī)的條形基坑有較大差別。圓形基坑的變形和應(yīng)力都控制在較低水平，隨著開挖的進(jìn)行，墻身最大變形位置開始隨開挖進(jìn)程下移，但是在后幾層開挖時(shí)，最大變形位置受基巖的約束作用并不進(jìn)一步下移，而是穩(wěn)定在開挖面以上，故而隨深度增加而加強(qiáng)支撐的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并不適用于該類支護(hù)結(jié)構(gòu)。本文針對(duì)此特點(diǎn)，提出了該類