深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用

《深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第!"卷第"期西安工程学院学报#$%&!"’$&"!((!年)!月*+,-’./+0123.’4’52’44-2’5,’2#4-62789:;&!((!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用邓小鹏)，!，陈征宙)，韦杰<（)&南京大学地球科学系，江苏南京!)((=<；!&东南大学土木学院，江苏南京!)((=>；<&江苏建筑设计研究院，江苏南京!)((!=）［摘要］采用平面应变线弹性有限单元法，对深基坑双排桩支护结

2、构的内力和变形进行了数值分析，揭示了桩身及连梁刚度、桩长、排距、土体性质等各种因素对双排桩影响的规律，并分析了不同区域的土体加固效果与加固宽度、加固深度之间的关系，为双排桩的优化设计提供了参考依据。［关键词］深基坑；双排桩；有限元［中图分类号］7,")<&>!［文献标识码］.［文章编号］)((?@==AA（!((!）("@(("!@(>［作者简介］邓小鹏（)=?!@），男，硕士研究生，以城市环境岩土工程为研究方向。双排桩支护结构是由两排平行的钢筋混凝土桩双排桩围护结构的有关参数如表!所示。及桩顶的连梁形成的空间门式围护体系，具有整体刚度比较

3、大，侧向变形较单排悬臂桩小，不需设置支撑，施工方便等优点，因而在实际工程中得到了广泛的应用［)］。但是双排桩的受力机理比较复杂，其内力和变形受到诸多因素的影响，其设计计算方法还不够成熟。笔者利用平面应变有限元法对双排桩的受力和变形进行了数值分析，为双排桩的优化设计提供了参考依据。图!双排桩围护结构示意图表!土体参数)有限元分析模式及围护结构、土体弹性模量内摩擦角参数选取泊松比!"／GDE!／（G’／H<）!／CDE"／（F）&))!)=&!笔者采用的有限元程序系由南京大学地球科学表"围护结构的有关参数系编制，采用的计算模型是

4、线弹性二维平面应变，土双排桩及连梁双排桩及连梁双排桩及连梁体、桩身与连梁均采用B结点（其中"个中间结点为弹性模量!／CDE重度#／（G’／H<）泊松比桩长／H!自动生成）等参单元，并作如下一些假定。!B(((!A&((&!)>（)）连梁与前后排桩之间为刚性连接。!!基!!坑!深!度／!H!!!!连!梁!高!度!／H!!!!桩!径!／!H!!!排!距!／!H!（!）不考虑桩间土（如图)中!区土）在排桩作?&"(&B(&B!&"用下的侧向挤出效应。（<）土体内、土体与桩身及连梁的接触面处均满足变形协调条件。!围护结构及土体的参数对双排桩的为方便

5、，假定土体为均质土体，其参数选取如表)。影响分析［收稿日万方数据期］!((!@(>@<(由桩身及连梁组成的围护结构受力非常复杂，第-期邓小鹏等：深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用-&这是因为桩身的工作状态一般为弹性嵌固，在桩后刚度增加到一定程度时，对桩身水平位移的影响较土体侧压力的作用下，桩身产生挠曲变形，引起土侧大，但继续增加，效果并不明显。压力的重新分布，土侧压力的变化又使桩身及连梁图-为前排桩的桩长对前排桩侧向变形的影的内力发生变化［!］。通过前述的有限元计算模型，响，桩越长，前后排桩的最大水平位移越小，但减小笔者运用该程

6、序对影响双排桩的变形及内力的各种的程度趋于平缓。增加桩的嵌固深度，可以增加被参数进行了分析。动土抗力，从而达到减小桩身侧向变形的目的。因!""桩身及连梁的影响此，为了能有效地控制双排桩的侧向变形，必须要有图!为前排桩桩身刚度分别为#"$!"、%##!"、足够的嵌固深度。但是超过一定的入土深度继续增%#$!"、!!"时的桩身侧向变形。随着前排桩桩身加时，对抑制桩身变形的效果并不明显，反而会增加刚度的加大，前排桩最大水平位移减小很快，并且其桩身折断的可能性，同时也掩盖了被动区土体破坏最大水平位移的位置由桩顶逐渐下移，前排桩桩身的可能性。后排桩桩

7、长的变化对桩身侧向变形的影最大拉应力由&"#’()*增加到+"+,()*，最大压响也基本类似。应力也由!"&&()*增加到,"%+()*，最大拉压应!"!排距的影响力作用点逐渐下移；后排桩桩身最大水平位移也逐排距的变化，将影响到!区土体的侧压力变化，渐减小，最大拉应力由&"’!()*增加到-"%’()*，从而使双排桩的内力和变形发生变化。图$，图,最大压应力由-"#’()*增加到$"#-()*，最大拉是排距分别为&$和.$（$为桩径）时!区土体在压应力作用点上移。这说明前排桩桩身刚度增加%、&线处的土侧压力图，当排距为.$时，%线处时，双排

8、桩水平位移将减小，但桩身应力增加，并且的大部分土侧压力（除在!"$!-"$/外）及&线处前排桩桩身应力增加的幅度大于后排桩。当后排桩的土侧压力都小于排距为&$时的土侧压力，0线桩