深基坑双排桩支护结构计算模式与数值模拟研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文深基坑双排桩支护结构计算模式与数值模拟研究姓名：熊伟芬申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：胡春林;申翃20100501摘要双排桩支护结构相比普通排桩结构具有较大的侧向刚度，可以有效地限制支护结构的变形；其支护深度也比悬臂单排支护结构深，同时有缩短施工工期、施工方便、不设置支撑、受力条件和整体稳定性好以及节约造价等优点，因而逐渐成为深基坑支护结构的优选方案之一。虽然双排桩支护结构的计算模式有多种，但由于其受力复杂，其设计计算理论还很不完善，在一些方面实践先行，理论滞后，目前还没有一种公认的和统一的计算模式能充分反映出

2、排间距、冠梁刚度、桩长细比等影响因素；现行的国家规范和地区规程中关于双排桩支护结构的设计计算还只有很少的原则规定。本文以汉口地区某深基坑工程实例为背景，分别采用排桩加内支撑及双排桩作为支护体系进行支护结构内力和变形的计算，比较多支点排桩支护体系与双排桩支护体系之间的异同，进一步分析了双排桩支护结构的工作状况和影响因素，并对双排桩支护结构进行了数值模拟和分析，得到了一系列有价值的成果。主要研究内容如下：首先总结和分析了多支点排桩支护结构的几种计算理论。对汉口某深基坑工程实例，分别按极限平衡法与弹性抗力法进行了计算分析，特别分析和讨论了改变桩间距、

3、改变放坡高度及支撑设置位置对支护桩内力、设计桩长、支点反力及基坑稳定性的影响规律，提出了多支点排桩支护结构优化设计的建议。其次，在相近的工程条件下，改单排桩支护结构为双排桩支护结构，计算和分析了双排桩支护结构在基本工况下前后排桩的桩身弯矩和位移分布规律；在基本工况的基础上，分别改变土压力分担系数、排间距、桩间距等条件，计算和分析双排桩桩身弯矩、位移的变化规律，总结和分析了双排桩支护结构计算模式的特点，进一步指出了一个基于弹性抗力法的较合理又方便实用的双排桩支护结构计算模式，提出了确定相应计算参数的建议。最后，运用有限差分软件对同一双排桩支护工程

4、实例建立数值模拟分析模型，模拟基坑基本工况下实际的开挖施工过程，并与基于弹性抗力法的双排桩计算结果进行比较、分析和相互验证；进一步总结在改变桩排距、连梁刚度等条件下计算结果的差别和变化规律。关键词：深基坑，多支点排桩支护，双排桩支护，弹性抗力法，数值模拟AbstractTakepartofthepilesfromtheconcentratedsingle—rowpilesbackward，linkthepiles’topwithtopringbeamandlinkbeams，thenwillgetdouble-rowpilesretaining

5、structure．Comparedtosingle—rowpilesretainingstructure，thiskindofretainingstructureCanprovidewithmorelateralstiffness，lesslateraldisplacementofsoil，aswellastheabilityofsupportingdeeperfoundationpit．Furthermore，itworkswithoutbraceandforit’Sexcellentmechanicalbehavior,thiskindo

6、fretainingstructurehastheadvantageofshorterconstructionduration，facilityandlowercost．Ithasgraduallyhavethepriorityconsideredformofthedeepfoundationpit．Thoughthereareseveralkindsofcalculatingmodelaboutthedouble—rowpilesretainingstructure，butthereisnotarecognizedmodelwhichCanr

7、eflecttheaffectofdistanceofthetwopilerows，thestiffnessoftheringbeamsandtheslendernessratioofthepiles，forthereasonthatthecalculatingtheoriesaboutdouble·rowpilesaren’tcomplete，andsomehow,thepracticedevelopsfasterthanthetheory．Inaddition，thenationalandthelocaltechnicalspecifica

8、tionjusthavealittleadvisingandregulationaboutdouble-rowpilesretainingstruct