基于PLAXIS的深基坑围护结构变形分析-论文.pdf

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1、建筑结构基于PLAXlS的深基坑围护结构变形分析摘摹：本文以实际工程为研究对象，通过选用PIAxIs有限元软件对深基坑开挖过程中的围护结构变形进行分析，发现本文围护结构水平位移最大值发生在挡土墙顶，随着开挖深度增加水平位移不发生增长；围护结构竖向位移在开挖初期基本完成，随着开挖深度增加竖向位移几乎不发生增长。关键词：深基坑，围护结构，变形本工程基坑围护结构主要为l#一3#挡土墙，本节以1#挡土墙为例，针对挡1引言土墙在施工过程中的水平位移以及竖向位移的变化情况进行分析讨论，水平基坑工程主要包括围护体系的设置和土方开挖两个方面。围

2、护结构通常位移见图I。是一种l晦时结构，安全储备较小，具有比较大的风险。围护结构Ⅱ】一般包括挡墙和支撑(或拉锚、土层锚杆)两部分。挡墙即基坑的围护结构，主要承受基坑开挖荷载所产生的土压力和水压力并将此压力传递给支撑(或拉锚)，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。目前，在我国应用较广、技术上较成熟的基坑围护方案有：放坡开挖及简易支护、悬臂式围护结构、重力式围护结构口、内撑式围护结构、拉锚式围护结构、土钉墙围护结构等，本文根据实际工程选用(a)l#_-L层(b)2#土层(C)3#-+-层(d)4#土层(e)5≠≠土层锚杆挡土墙作为基坑

3、围护结构进行分析，克服不良地基挖基的困难，可以有图1各土层开挖完成后挡土墙水平位移效地避免边坡坍塌，并利于施工安全。由图2可以看出随着1#挡土墙前土体逐渐开挖，挡土墙水平方向位移从2深基开挖坑数值模拟挡土墙顶端逐渐向挡土墙下部发展，变化趋势明显。随着基坑逐渐开挖，挡土2．1PLAXIS模型建立墙顶部受到墙后土体压力作用向基坑内发生水平变形，同时由于锚杆拉力及根据实际工程基坑尺寸为宽20．6m、深40．7m；设计模型大小为长40m、高一预应力作用，挡土墙中下部往墙后土体内发生水平位移。50m，基坑宽10m、深40：7m；基坑内挡土

4、墙分三段设置，自上而下分别编号1嚣、3．2挡土墙竖向位移2#、3#，挡土墙高度分别为12m、10、19m，级间设2．0m宽平台；自上而下设置锚将各土层开挖过程中，1神g土墙的水平位移、竖向位移数值记录人下表2。杆，锚杆竖向间距2．5m，水平间距2m，锚杆长度8．0～24．0m，锚固段长度为5m，表21#挡土墙开挖过程中变形锚杆与水平方向夹角为15。，锚杆固定段采用土工格栅模拟，同时将锚杆自上而下编1#～16}}；地面施加施工荷载20kPa／m。具体模型建立如右图l所示。开挖步序水平位移竖向位移开挖步序水平位竖向位2．2参数选取／

5、mm／mm深基坑工程中，挡土墙采用C30混凝土浇筑，取弹性模型E=30GPa，泊松1#土层开挖后、209．0．254#土层开挖后l79．0．29tE~=0．20，容重',／=25KN／m3；锚杆采用2~b32HRB500的钢筋，弹性模型E=2#土层开挖后1．88．0275土层开挖后1．78．O．29200GPa；土工格栅弹性模量取E=100GPa；自上而下各土层均采用摩尔一库伦3土层开挖后179_o．29模型，根据实际工程地质条件，土层具体参数见下表1。同时，设置地下水位在距地表2．5m。由表2可知，随着挡土墙前土体的逐渐开挖，

6、其水平位移最大值均为正值，即挡土墙水平变形主要以向右偏移为主，最大水平位移均发生在挡土墙表1土层参数顶部；比较各施工步完成后挡土墙水平位移发现，挡土墙水平位移逐渐减小，这主要由预应力锚杆的约束作用造成的。竖向位移变化不大，符合规范要求。参数人工填土粉质粘土粉砂岩砂岩泥岩单位4结论材料类型排水的排水的排水的排水的排水的厚度551O1515本文以实际工程为例，通过PLAXIS有限元软件模拟基坑开挖过程中围水位以上土19819．2326．024．525．5}护结构的变形，发现挡土墙水平位移主要发生在挡土墙顶部，且随着基坑逐渐开挖，水平

7、位移由于受到锚杆约束作用，几乎不发生增长；挡土墙竖向位移水位以下土20．520326．525．O26．5kN／m在开挖初始基本保持稳定．随着基坑逐渐开挖，几乎不发生增长。水平渗透系8023002300O．4O．13rrdd竖向渗透系8023002300O．40．13m／d参考文献弹性模量8000l0000300002960000960000kN／mz[1】李岳．深基坑支护结构的稳定性分析方法及应用D】l中国科技信息．2012泊松比0-3O0．3OO．310．2520-33(4)：59．粘聚力O31207050ld／12]翁雁声．

8、水泥土重力式围护结构中在深基坑中的应用叩西部探矿工程2009，21(7)：211—213．内摩擦角30．O10．5l31822l8【3J赵杰，邵龙潭．基坑土钉支护边坡有限元稳定性分析方法探讨U]．岩土力学．2008，29(6)：1654—1658．3挡土墙变形分