论文部分内容阅读
在岩土工程中，土拱效应是广泛存在的，它是由介质的不均匀变形所产生的一种应力转移与重分布现象，当边坡土质较好，地下水位较低，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支护土体。目前有关抗滑桩桩后土拱效应研究逐渐增多，但对深基坑开挖过程所引起桩间土体的土拱效应及其稳定性方面的研究相对较少，因此，本文以株洲市中央商业广场基坑工程为依托，对深基坑进行了支护结构设计，分析了桩间土拱效应形成机理，提出了圆形支护桩的合理桩间距计算方法。通过数值模拟和现场监测对桩锚支护体系在深基坑开挖过程中的变形和桩间土拱效应变化规律进行分析，并且对桩间土拱效应及其稳定性的影响因素进行了深入研究。主要工作与研究成果有: (1)结合株洲市中央商业广场工程地质和水文地质条件以及周边环境，优选人工挖孔灌注桩加两道预应力锚杆支护方案，应用建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)推荐的弹性支点法对其进行设计。 (2)在总结目前国内外桩间距确定方法及存在的问题基础上，本文建立抛物线土拱分析模型，利用桩间土拱静力平衡条件，分别基于Mohr-Coulomb强度准则和双剪强度理论推导出圆形支护桩的合理桩间距计算公式。通过工程实例验算，将双剪强度理论计算出的临界桩间距与基于Mohr-Coulomb强度准则计算的临界桩间距比较，计算表明基于双剪强度理论的结果更为合理。 (3)利用FLAC3D对深基坑开挖过程进行三维数值模拟，分析了该基坑开挖过程中支护结构的水平位移和桩间土拱效应随开挖深度的变化规律。研究了桩间距、桩径、地面超载和土体性质（内摩擦角、粘聚力）对桩间土拱效应及其稳定性的影响。 (4)根据工程实际情况，设计了株洲市中央商业广场深基坑监测方案，对支护结构和周边环境的变形进行了现场监测，依据监测数据研究了基坑开挖施工过程中支护结构和周边环境的变形规律，并将监测结果与设计计算结果、数值模拟结果对比分析，验证了该深基坑支护方案的可行性和数值模拟结果的可靠性。