【摘 要】
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随着城市地下空间的快速发展,大量的深基坑工程不断涌现。由于基坑工程本身的复杂性、不确定性,在基坑设计上所采用的力学计算模型与实际情况有较大的差距,因此导致围护桩的
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随着城市地下空间的快速发展,大量的深基坑工程不断涌现。由于基坑工程本身的复杂性、不确定性,在基坑设计上所采用的力学计算模型与实际情况有较大的差距,因此导致围护桩的内力与实测值难以相符。排桩+内支撑作为一种常用的支护形式,其变形受力特性较为复杂,所以有必要对排桩+内支撑支护结构的受力变形特性进行研究,分析其中的影响因素,并对支护结构进行优化设计。本文以西安地铁三号青龙寺换乘车站为依托,针对其采用的排桩+内支撑支护形式,通过室内模型试验与数值模拟相结合的方法对基坑开挖过程进行模拟。对基坑开挖过程中各工况下的桩侧土压力、桩身内力及内支撑轴力进行了监测。通过桩身弯矩反演得到土压力分布形式,并基于反演结果对支撑轴力进行调整,进而实现了桩身内力的优化。主要结论如下:(1)内支撑轴力变化规律属于增长稳定型的,支撑架设后随着下一工况的开挖内支撑轴力将急剧增大,当相邻下一道支撑开始架设及施加预加轴力时,上道支撑轴力有所减小。在随后的基坑开挖和内支撑架设过程中,支撑轴力逐渐趋于稳定。(2)基坑开挖过程中,随着开挖深度的增加桩身弯矩也不断增大,且最大弯矩的作用位置也不断下移。内支撑预加轴力的作用可有效减小支护桩的内力,且在各道支撑位置处,桩身弯矩有明显的变化,内支撑对桩身弯矩有显著的调节作用。(3)通过桩身弯矩反演得到的桩后土压力与实测结果基本相符,且与假定的零型分布形式基本一致。说明在设计计算时土压力分布采用零型分布时较为接近实际情况。(4)基坑开挖过程中,内支撑的存在起到了保证基坑安全的作用,有效地调节了支护结构的内力分布形式。在基坑开挖过程中,通过调整支撑轴力,使内支撑由被动支护形式变为主动的支护形式,从而可使桩身内力分布更为合理,进而实现了对桩身弯矩的优化。
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