门字形锚桩围护结构参数对深基坑工程水平位移的影响

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浅谈基坑深层水平位移监测技术

浅谈基坑深层水平位移监测技术深层水平位移监测是指通过使用测斜仪，全面监测基坑挖掘、公路地基、坝体等工程土体内部位移变化情况，这对实时掌握工程质量、保证安全施工可发挥重要作用。

基于此，本文以某工程实例为背景，简述基坑监测中深层水平位移的监测原理以及误差分析。

标签：基坑监测;深层水平位移;测斜仪;原理;误差分析随着我国城市化进程的不断发展，深基坑工程在地铁、立体交通、人防工程、超高层建筑以及地下大型构筑物建设中越来越常见。

深层水平位移监测成为众多深大基坑施工监测工作中至关重要的监测项目。

本文主要论证测斜仪在深层水平位移监测中的应用，通过对观测原理的介绍，分析基坑深层水平位移监测时产生误差的原因及测斜管变形成因。

0概述基坑监测主要由桩（坡）顶水平位移、锚杆（索）拉力地下水位、深层水平位移及支撑轴力等几部分检测工作组成，其中深层水平位移监测工作以反映基坑变化为主要监测目的。

深层水平位移监测是一项技术性较强的测试项目，在挖掘基坑过程中，开展围护结构及其周边环境变化的监测工作，获取监测结果可在施工期间作为评价支护结构工程安全性和施工对周边环境产生影响的重要依据，同时还可及时准确地预测危害环境安全的隐患，以便针对性开展预防工作，避免事故发生。

深层水平位移监测主要使用测斜仪来监测。

测斜仪可分为四个部分：探头、导管、电缆、读数仪。

1测斜仪测斜原理测斜仪是一种伺服加速器式测斜器，主要通过对仪器与铅垂线之间倾角θ的变化值进行精准测量，并以此计算出基坑支护监测点垂直水平位移。

测斜仪以准确测定解构桩（墙）体倾斜值为主要观测方式。

测斜仪是由可以连续多点测量的滑动式仪器作为其主要构成部分，滑动式仪器由测斜管、探头和数据采集系统组成。

选用伺服加速度计作为探头的敏感元件，作为一种力平衡式伺服系统，在重力影响下，其可以将传感器探头和地球重心方向产生的倾斜角θ为基础，向铅垂做出一个角度的摆动，并通过高灵敏度换能器转换为一个信号，待完成信号分析后，监测点水平位移值ΔXi会直接计算出来，并显示于液晶屏。

基坑中局部挖深对围护结构的安全及位移影响分析的开题报告

基坑中局部挖深对围护结构的安全及位移影响分析的开题报告一、研究背景与意义城市建设中，基坑开挖是一个重要的工程环节。

基坑工程建设需要充分考虑不同土质、地质条件下的基坑支撑、挡土结构设计及施工过程中的安全问题。

而局部挖深高度不同的施工现场具有不同的地质条件，为经济和安全性的可行性提供不同方案。

因此，对于基坑中局部挖深对围护结构的安全及位移影响的研究具有深远的理论意义和实际应用价值。

二、研究目的本文旨在对基坑中局部挖深对围护结构的安全性及位移影响进行分析。

通过实测、数值模拟及分析计算等方法，探究不同场地条件下局部挖深高度对围护结构的影响，为基坑工程的优化设计及现场施工提供理论指导。

三、研究内容1. 研究对象本文选择市区某基坑工程为研究对象，选定局部挖深高度为2米和3米作为研究变量。

2. 实测和数值模拟在实测方面，采用水准测量、位移观测等方式，对不同局部挖深高度下围护结构的变形和位移等参数进行实测。

在数值模拟方面，建立基坑模型，采用有限元方法进行数值模拟计算。

3. 分析计算通过实测和数值模拟得到的数据，对围护结构的变形、位移、应力等参数进行分析计算。

探究不同局部挖深高度对围护结构的影响，以及其对围护结构安全性的影响。

四、研究方法本研究采用实测、数值模拟及分析计算等方法相结合的方式进行。

1. 实测：采用水准测量和位移观测等方式进行实测。

2. 数值模拟：建立基坑模型，采用有限元方法进行数值模拟计算。

3. 分析计算：采用MATLAB和ANSYS软件对实测和数值模拟得到的数据进行分析计算。

五、研究进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一阶段：对研究对象进行调查研究，确定研究方向，并进行相关论文的查阅与整理（预计1周）。

2. 第二阶段：进行实测和数值模拟工作，获得实测数据和数值模拟结果（预计4周）。

3. 第三阶段：对实测和数值模拟得到的数据进行分析及计算，探究不同局部挖深高度对围护结构的影响（预计4周）。

4. 第四阶段：总结研究成果，撰写论文并进行论文答辩（预计2周）。

入土深度对围护结构水平位移的影响

第３２卷
第３期
２０１５年０９月
河北工程大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｔｒａｓｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌｏｆｏｎｔｈｅｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｏｐｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｍｂｅｄｄｅｄｄｅｐｔｈｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｌｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｃｕｒｖｅａｒｅａｖａｉｌａｂｌｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌＹａ／＋ｂｔｏｓｉｍｕｌａｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｓｕｂｗａｙ￣ｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｄｅｐｔｈ；ｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｕｃｒｔｕｒｅｓ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅ —

“m”值对基坑围护结构设计的影响

::基础与结构工程Foundation & Structure Engineering“m "值对基坑%护结构设计的影响宋彦杰（中铁第六勘察设计院集团有限公司，天津300308）摘要:”值是基坑围护结构设计计算的一个重要参数，其值大小对围护结构设计影响很大,选取得是否合理也直接影响到围护结构的设计是否合理％因此就“！ ”值的确定方法、对围护结构设计的影响方面进行了讨论％关键词:围护结构* “！”值；平位移*地表沉降;支撑轴力中图分类号：TU 470.3 文献标志码：B 文章编号:1009-7767（2020）05-0264-03The Effects of Value on Design of Retaining Structure of Foundation PitSong Yanjie目前,基坑围护结构设计计算时,主要采用竖向平面弹性地基梁法o 在该计算方法中,围护结构外侧主动土压力按郎肯土压力理论计算,内侧被动土压力按竖向弹性地基抗力法计算。

采用竖向弹性地基抗力法计算时,地层反力系数!可假定随深度变化成正比增加，该比例系数即为#m ”值%由此可见，“m ”值的大小直接影响了围护结构内侧被动土压力的大小,对基坑变形及稳定影响较大，也直接影响了围护结构的设计％1 ^m "值的概念及其确定方法采用竖向弹性地基抗力法计算时,围护结构可看做为竖向放的弹性地基梁，动土压力被为平方向的弹簧,弹的抗力为围护结构上的被动土压力％土为直线变形，定深度Z 处的平抗力于该点的基床系数与该点的水平位移#的乘积，则1.1 K "的确定方法（见图1）a ）常数法b ）“m ”法c ）“K ”法图1 !的确定方法1）常数法％假定深度方向％2） #m ”法％假定!随深度变正比增加％3 ）#K ”法。

假定围护结构在土体中弹性的第1个横向位移零点以下的为常数，而地面至第1横向位移点的随深度变直增大％护结构设计中采用“m ”法确定！",而“m ”值即为“m ”法中!的比例系数。

支护桩刚度对基坑变形的影响分析

支护桩刚度对基坑变形的影响分析发表时间：2019-12-11T17:07:00.000Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年18期作者：刘耀军郭永宁[导读] 在进行基坑支护桩的设计过程中，往往会出现因其强度不足而导致的设计错误及因太过保守而导致浪费的情况。

刘耀军郭永宁中国建筑一局（集团）有限公司西北分公司陕西西安 710000摘要：在进行基坑支护桩的设计过程中，往往会出现因其强度不足而导致的设计错误及因太过保守而导致浪费的情况。

依据基坑支护的工程实例分析，对重要且极具意义的支护桩刚度，对基坑变形的影响因素分析进行相应的探究，从而得出支护桩刚度参数对基坑形变所产生的影响，并为支护桩的设计工作提供相应的理论依据参考。

关键词：基坑支护；影响因素分析；水平侧向刚度；嵌固深度引言：随着城市建设的不断发展地下网络错综复杂且多样，从而为地下工程的建造造成了诸多的环境岩土问题。

因为地质的勘探工作无法全面反映出真实的地下状况，具有很多的不确定因素；土体结构间的作用非常复杂，很多设计工作者在进行基坑的设计时因理论的缺失，而仅仅依靠其工作经验进行判断，因而常常会出现成本剧增，而工程问题却并没有得到有效的处理；部分情况下还会出现重大的安全事故。

导致基坑的工程事故存在着很多影响因素，其中主要来源于支护桩的刚度影响。

为此，本文主要以支护桩为研究对象，分析不同参数对基坑变形的影响，并对基坑的设计参数影响，通过数据进行展现，从而协助设计工作者掌握各项参数的设计对支护结构的影响，从而有助于深入掌握基坑支护桩刚度对各项基坑参数的影响。

一、基坑情况概述某基坑的深度为6.5米，通过桩锚进行支护，支护桩间的横向距离为2米，纵向距离为3米，支护桩的直径为0.8米，间隔为1.6米，倾角为15°，长度为22.5米，锚索的固定段长度为17.0米，锚体半径75毫米。

冠梁截面为0.8米×0.8米，超载量大约为20kPa。

为了能工有效分析各项参数的影响，只使用粘性土，其粘力在20kPa左右，摩擦角度是15°[1]。

浅谈基坑围护桩顶水平位移监测方法

浅谈基坑围护桩顶水平位移监测方法摘要：本文介绍了深基坑水平位移监测中常用方法，并重点介绍了全站仪极坐标法水平位移监测和计算位移量的方法。

关键词：水平位移极坐标法基准线法前方交会法中误差一、引言随着城市的快速发展，各种深基坑工程越来越多，受地质、地下水、周边环境及其它不确定因素的影响，给施工带来的难度及风险也越来越大。

为了最大限度的规避风险，避免人员伤亡和和事故发生，为工程建设提供安全保障服务，基坑监测已成为施工过程中非常重要的一个环节，受到了建设主管部门、建设单位、设计、监理、施工方高度的重视。

围护桩顶水平位移监测比较常用的监测方法有基准线法（测小角法）、前方交会法、极坐标法等。

其中应用最为广泛是极坐标法水平位移监测，极坐标法水平位移监测具有简便、高效、精度可靠等特点，本文将重点介绍极坐标法水平位移监测。

二、常用水平位移监测方法简介2.1 基准线法（测小角法）基准线法就是在基坑外建立工作基点，两个工作基点可以确定一条基准线，然后将监测点尽量设置在基准在线，通过高精度经纬仪测定监测点与基准线间的微小角度变化，从而计算位移量。

2.2 前方交会法利用施工场地内的两个工作基点分别架设全站仪或经纬仪观测监测点，通过解算三角形的方法计算监测点坐标，从而计算出水平位移量。

2.3 极坐标法在一个工作基点上加架设高精度全站仪，另一个工作基点为后视点，通过观点角度和距离测定监测点坐标，通过每次观测坐标值与初始值进行比较，从而计算出水平变化量。

三、极坐标法水平位移监测方法3.1 工作基点的布设因施工环境比较复杂，工作基点的选定应考虑点位的安全、稳定，受施工影响较小的地方。

布设2-4个带有强制对中观测墩，观测墩地上高度为1.2-1.3米，地下部分深度就大于1.2米，互相通视或组成三角形，方便检核。

3.2 监测点的布设监测点应尽量布设在基坑冠梁、围护桩或地下连续墙的顶部等较为固定、不易破坏、设置方便的地方，基坑围护桩顶每20米布设1点，有水平横撑时测点尽量设置在两水平横撑跨中位置。

基坑支护锚杆内力及位移变化研究

基坑支护锚杆内力及位移变化研究摘要：基坑支护结构内力及位移变化对基坑稳定性有重要影响，科学有效的设计支护方案且随时监测支护结构内力和位移变化显得尤为重要。

本文以实际基坑支护工程为背景，在基坑支护完成后对六排锚索内力、位移及基坑沉降值进行监测，探讨了不同时间及深度下锚索内力、位移及基坑沉降值的变化规律，分析了锚索内力变化对基坑稳定性的影响，以期对其他实际工程产生一定指导意义。

关键词：基坑锚索；内力；位移；埋深1引言近年来，我国建设工程发展迅速，基坑支护作为基坑边坡安全措施，其发挥着重要作用，在基坑工程中，需要根据不同现场情况进行不同种类支护，其中桩锚支护形式为最常见的支护形式之一。

在支护过程中，锚索上将承受一定程度荷载，时间长久后锚索上内力及位移将发生变化，因此，需要对锚索内力及位移进行监测，一旦内力或位移超过限值应及时启动应预案对结构进行加固，以确保支护结构的稳定性[1-4]。

众多学者对基坑支护结构内力变化规律做出研究，丁森林等[5]通过有限元软件Midas/GTS建立了基坑开挖模型，并结合实际工程研究了基坑支护结构的内力、位移和沉降变化规律。

杨晓华等[6]基于现场实测数据研究了移动荷载下地面与桩体沉降、桩顶位移和锚杆内力的变化规律。

孟上九等[7]结合数值模拟与FBG技术分析了车辆荷载对地基变形的影响规律。

李芬等[8]考虑到临停车辆对基坑稳定性的影响，通过数值模拟探讨了临停车辆与基坑的水平距离、垂直距离和土层性质对桩撑式基坑支护结构的影响。

朱海涛等[9]采用Abaqus软件分析了不同工况下地铁交叠荷载对地表沉降和围护结构内力与位移的影响规律。

彭智佳等[10]采用PLAXIS建立了三维基坑开挖模型，探讨了动荷载对基坑开挖过程中锚杆变形的影响。

基坑支护结构内力及位移变化规律对于地下结构稳定性具有重要意义，因此，本文基于实际工程项目，对不同时间下基坑锚索结构的内力和基坑沉降量变化以及不同埋深下锚索位移变化进行分析，以探讨锚索结构对地下结构的影响。

数值分析不同围护墙刚度对地铁站深基坑影响

Φ800mm@1300mm 钻孔灌注桩，基坑基坑施工过程中的影响。
构刚度对基坑变形的影响。
内支护体系采用钢筋混凝土支撑和钢管
为了方便计算，利用等效刚度原理 >?:@ABCD<下连续墙进行分
车站基坑土体开挖过程中造成围护
).) 钢筋混凝土支撑，两道 Φ609×16mm 析，等效方程为：
采用 Mohr-Coulomb本构模型，地下连
续墙采用 2D板单元，混凝土支撑采用 1
D弹性梁单元支撑，钢支撑采用 1D桁架
单元模拟；为了模拟路面及周围建筑物
的实际荷载情况，在基坑四周地表设置
超载 20kPa。车站基坑整体模型及地连
墙结构模型分别如图 2、图 3所示。各土
层及其他材料参数如表 2。
#$%&
/ 0123456789:;<= 结果表明： ①车站基坑开挖引起地下连续墙结
构的水平侧移呈现“抛物线形”。随着土体向下开挖变化趋势表现为先增大后减小。最大水平位移发生在第五次开挖，数值为 23.3mm，最大变形中心位于地下 12m 左右的地方。
②通过实测值与模拟结果对比图可以看出，水平侧移的变化趋势基本上吻合。误差在允许范围之内，产生误差的原因可能是现场监测时，操作不当、数值模拟时参数设置等因素。说明本次数值模拟具备一定的可靠性。 !"#$%&
] ^4*+,-./012304567089:;<=>?@ABCDE$FGH I:;<=JKL$ MNOPQRS $%&'(")*( TUVWXYZ[\]Z^_`$a @bcdefg\]-h$ijkl.mn<op$a>?qrstuJ +,-.'v.'v#.'w xayz>?{rs7|<=BC@b\]-h}~ @bi +,-.' 7 0 {0Ymrs7 !,#//$0 !,!// i #.' 7 0{0Y} !,#//v +,0// @ba-089:;<=>?@A_O} ¡¢£¤ _`a4;<=>?qrs0XY}~

不同围护结构变形模式对坑外深层土体位移场影响的对比分析_郑刚

1，2
，邓
旭
1，2
，刘
畅
1，2
，刘庆晨
1，2
（1. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室（天津大学），天津 300072；2. 天津大学建筑工程学院，天津 300072）
摘
要：对某深基坑开挖全过程中围护桩的水平位移进行了实测，由于水平支撑提供的支撑刚度不同，不同位置处的
围护桩可产生不同的水平位移分布模式，且最大水平位移值也存在明显差别。通过建立考虑土体小应变的有限元模型，针对 4 种典型围护结构变形模式引起的坑外深层土体位移场变化特点进行分析，结果表明：即使围护结构最大水平位移相同，由于侧移分布模式不同，基坑外地表和深层土体的竖向及水平位移场均可存在较大差别，从而可能对环境产生不同程度的影响。围护结构在内凸型和复合型模式下，坑外深层土体竖向变形可分为凹槽形沉降区、三角形过渡区和隆起区，而深层土体水平位移场可分为弓形变形区、变形过渡区以及悬臂形变形区；悬臂型模式下坑外深层土体竖向位移场只存在三角形变形区和隆起区，而水平位移场则全部呈悬臂形；踢脚型模式下的竖向位移和水平位移影响范围均为最大。在实际工程中除控制围护结构最大变形值外，尚应根据周围环境特点合理控制围护结构变形模式，并尽可能避免出现踢脚模式变形。关键词：围护结构；变形模式；位移场；变形特点；影响范围中图分类号：TU470 作者简介：郑 zhenggang1967@。文献标识码：A 文章编号：1000–4548(2014)02–0273–13 刚 (1967 – ) ，男，博士，教授，博士生导师，从事土力学及岩土工程教学与科研工作。 E-mail:
第 36 卷第 2 期 2014 年 .2 月
岩
土
工
程
学
报

基坑有限元模拟及桩水平位移的影响分析.kdh

位移 /cm
-13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 0
-3
-6
系列 1
-9
系列 2
-12
系列 3
-15 -18
-21 -24
-27
图 4 有限元模拟和常规方法计算桩的位移比较图
3.2 影响位移变化参数分析位移分析涉及多个土层参数，本文只对第一层土
的参数进行改变，分析某个参数时，其它参数保持不变，位移单位为 cm。取不同参数时对应的位移见表 3。
1 试验概况试验在 A、B、C 三个标段进行。其中 A 段位于
跑道北端，分为 A1、A2、A3、A4 四个分区；B 段大概位于跑道中间部位，分为 B1、B2 两个分区；C 段位于跑道南端，分为 C1、C2、C3 三个分区。见图 1 所示。本试验对 A3、A4、B2、C1 进行研究，其试验参数见表 1。其它分区为碾压试验和原地基处理试验区。
跑道轴线（H50 ）
P50.5 H53
跑道
跑道中轴
P193
中轴线
线（H50） B1H53 （H50）C1
P257 C2 H54.5
A2 A1 A3
B4 P185.5
C3 P253
H48
H49
P37.25 A4 147°
H44.25
图 1 试验分区平面示意图
填筑施工强夯及技术要求：（1）待原地面地基处理结束并检测合格后方能进
800
800
800
满夯
单点击数夯点间距
3～5
3～5
3～5
3～5
d/4 搭接 d/4 搭接 d/4 搭接 d/4 搭接
夯击遍数
1
1
1

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科技信息　。建筑与工程ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００８年第１６期　门字形锚桩围护结构参数对深基坑工程水平位移的影响　范君宇刘全林　（安徽理工大学土木建筑工程学院　安徽　淮南　２３２００１）　

【摘要】大量＿Ｔ－程实践证明门字形锚桩支护结构可以有效地限制深基坑的水平位移，本文结合＿Ｔ－程实际情况，用ｆｌａｃ软件对门字形锚桩　结构进行了数值模拟计算，通过对不同锚桩长度、桩锚倾角变化、锚桩的间距改变对深基坑水平位移的影响的计算分析，并与实测结果进行对　比，得到了锚桩的临界长度苇这些结果对深基坑支护结构设计具有一定的参考价值。　【关键词】ｆｌａｅ；锚桩长度；桩锚倾角；锚桩间距　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］ｌａｒｇｅ　ｉｌｕｍｂｅｒｓ　ｏｆ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｏｆ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｈａｖｅ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｉｍｂｅｒｉｎｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｈａｐｅ　ｏｆ“ｄｏｏｒ”ｃａｎ　ｒｅｓｔｒｉｃｔ　ａｖａｉｌａｂｌｙ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｔ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｒ０ｊｅｃｔｓ　ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｄｉｓｐｌａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｌｅ　ｉｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｐｉｌｅ　ｌｅｎＯｈ、ｔｈｅ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｃｈｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ、ｓｐａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｌｅ．ｄｅｄｕｃｅｓ　ｓｏｍｅ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｈａｓ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｍｅａｎｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｐ　ｎ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｌｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｌｅ　ｗｈｉｃｈ　ｈａｖｅ　ｄｅｆｉｎｉｔｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｍａｒｌｕａｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｐｉｔ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｆｌａｃ；ｔｈｅ　ｌｅｎ￣ｈ　ｏｆ　ｐｉｌｅ；ｔｈｅ　ａｎｇｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎｃｈｏｒｅｄ　ｐｉｌｅ；ｓｐａｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｌｅ　

１．前言　随着我国城市化进程的推进．使得有限的城市地面空问不能满足　日益增长的城市人口生活、工作和交通的需求，三维城市空间的概念　便应运而生，一方面建筑物不断的向高空发展，另一方面各类用途的　地下空间和设施也得到了大规模的开发利用．他们主要包括高层建筑　多层地下室、地下铁道及地下车站、地下停车库、地下人防工事等。由　此，就出现了基坑工程，并且逐渐成为近年来建筑业的一大技术热点。　加筋水泥土门字型桩锚支护结构是一项基坑支护新技术．具有很好的　基坑坑壁变形控制能力、结构的整体稳定性，在安全性、经济性、施工　方便性等方面都比传统支护技术优越。　针对加筋水泥土门字型桩锚支护结构的特点，建立锚桩与土相互　作用分析模型，采用ＦＬＡＣ软件，对工程实例进行数值模拟，通过工程　实例验证分析模型的可靠性与可行性；提出其水平变形的控制机理，　并对影响其水平变形的因素进行了分析。　分析结果表明：加筋水泥土门字型桩锚支护结构具有很好的基坑　坑壁变形控制能力、结构的整体稳定性。本文的研究工作对建立加筋　水泥土门字型桩锚支护结构的设计计算理论具有重要参考价值。　２．应用ＦＬＡＣ软件对门字形锚桩结构数值模拟的实现方　法　ＦＬＡＣ（Ｆａｓｔ　Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）也叫连续介质快速　拉格朗日分析法，专门用于求解岩土力学问题的拉各朗日元法程序，　可以用于进行有关边坡、基础、坝体、隧道、地下采场、洞室等的应力分　析。它通过单个流体质点运动参数随时问的变化规律，以及相邻质点　间这些参数的变化规律，来研究整个流场中流体的运动。将拉格朗日　法移植到固体力学中主要应用于连续介质的应力应变分析和含有断　层的边坡稳定性分析。求解过程中将所有区域划分成网格，网格节点　相当于流体的支点，然后按时步用拉格朗日元法研究网格节点的运　动，由于使用了拖动坐标系，使得该方法在处理介质几何非线性等大变　形问题中显示出良好的适用性。其计算流程如图１所示：　应变力　对每个单元　新的应力　图１计算流程图　根据加筋水泥土门字型围护体系各组成部分的受力特性可以将　其简化为图２所示的计算模型：　１５４　图２加筋水泥土门字型围护结构受力模拟图　

ＡＢ可视为一端铰支一端受剪力和轴向拉力的弹性地基梁；ＢＣ简　化为二力杆；ＣＤ段可视为受一端受剪力一端固定的弹性梁：ＤＦ段为　一端受剪力和弯矩一端滚轴约束的弹性地基梁；ＢＥ为一端受剪力和　弯矩一端滚轴约束的弹性地基梁。　土压力按照朗金理论计算．开挖面以上为梯形分布，开挖面以下　为矩形分布，由锚桩和桩墙共同分担：锚桩分担　，桩墙分担１一ｄ．６，　其中ｓ为锚桩的桩间距，ｄ为锚桩的直径。核心土体以弹簧模拟，深度　ｚ处的弹簧刚度为Ｅ・ｄ・　，其中Ｅ　为ｚ处土体的弹性模量，ｘ为深度ｚ　处锚桩到桩墙的距离，ｄ为锚桩的直径。坑内侧土体也模拟为弹簧，其　刚度计算同《建筑基坑支护技术规程））（ＪＧＪ１２０－９９）的弹性支点法即　一，其中ｚ为计算点距坑底的深度，ｍ为ｚ处土体的ｍ值。　３．工程实例及其模拟分析　３．１工程概况　场地位于郑州市郑汴路与建业路交汇处东北角（老１０７西侧），西　临建业新天地，交通方便，地形平坦，地貌单元属黄河冲积平原。总建　筑面积２６５２６０ｍ２，其中商业房４层，总高２０．５ｍ，总面积约９２０００ｍ　；高　层商住楼５栋，楼高２４＝３ｏ层（其中办公楼１幢２４层，层高３．９ｍ；　ＳＯＨＯ　２幢３Ｏ层、小户型公寓２幢３Ｏ层）；裙房４层，柱网间距为　９．Ｏｍｘ９．Ｏｍ，框架结构。均为２层地下室．柱网间距为９．Ｏｍｘ９．Ｏｍ．框架　结构。　３．２各地基土层的物理力学性质指标及设计参数　工程地质勘察报告提供的本基坑支护涉及的各层土主要物理力　学参数如表１所示。括号内为根据工程经验，设计使用的物理力学参　数　表１　地层土的物理力学参数　

层厚　重度　浮重度　粘聚力　内摩擦角　层号　土类名称　（埘）　（ｋＮ／ｍ３）　（ｋ　／ｍ　ｆｋＰ县）　（度）　

ｌ　素填土　．８７　２０　Ｏ　１４．Ｏ０　ｌ４．ｏｏ　２　粉土　１．２６　１９．５　７．Ｏ　ｌ４．ｏｏ　ｌ８．ｏｏ　３　粉土　１．５ｌ　２０．Ｏ　ｉ０．Ｏ　１Ｏ．ｏｏ　２４　ｏｏ　４　粉土　１．７８　１９．９　１０．Ｏ　１２．ｏｏ　２２．ｏｏ　５　粉土　２．０７　２０．５　８．Ｏ　１３．ｏｏ　１８．ｏｏ　

虽　维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息　０建筑－ｇ　ｌ程０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＩ－ＩＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００８年第１６期　６　粘性土　４．１０　１９．３　８．０　１８．００　１２．ｏｏ　７　粉土　１．７９　２０．１　８．０　１６．ｏｏ　２０．００　８　淤泥质土　６．６９　。　ｌ７．６　８　０　１６．００　１２．ｏｏ　

本基坑工程采用门子型支护结构形式如图３，基坑挖深在１ｌｍ左　右。从地面开挖面按１：１放坡２ｍ，坡面喷射砼厚度为１００ｍｍ，水泥土　中插入两根预应力钢绞线，两排桩间距３米，采用斜锚桩主动支护，斜　锚桩与垂直桩为４５。。　

图３　门字形锚桩结构的设计图　３－３建立计算模型　本文建立的是二维平面模型，研究表明按照二维平面假定所计算　的结果在基坑转角处的变形比三维计算值大１５％左右．而在围护结构　其他部位相差不大，所以该模型的计算结果是偏于安全的。　

一般模型尺寸横向取基坑开挖深度的５倍左右，竖直方向取基坑　开挖深度的２倍或以上，视土层性质而定，该模型的尺寸为　６０ｍ＇２５．７ｍ。边界条件左右两边为横向约束、底部纵向约束、上部自　由。　土层部分性质如第三章所述，计算按照塑性大变形理论．破坏准　则为莫尔一库仑准则，土体弹模和柏松比及支护结构材料性质如表２　所示：　表２计算参数　

土层名称　厚度／ｍ　弹模Ｅ／Ｍｐａ　泊松比　素填土　１．８７　１５．ｏｏ　Ｏ－３５　粉土　１＿２６　３０．０　Ｏ－３０　，　粉土　１．５１　３０．０　Ｏ＿３０　

粉土　１．７８　３０．０　Ｏ＿３０　粉土　２　０７　３０．０　Ｏ－３０　粘性土　４．１０　２０．ｏｏ　０－３３、　粉土　１．７９　３０．０　０－３０　淤泥质土　６．６９　１００　０．４０　

表３桩墙的参数　弹模Ｅ，ＧＰａ　截面惯性矩ｌ／ｍ　截面积，ｍ　２０　１．８ｅ－２　０．２８３　

表４锚桩参数　弹模Ｅ　半径ｒ　周长ｓ　切向耦合　切向耦合　法向耦合　切向粘聚　刚度　摩擦角　刚度　（Ｇｐａ）　（ｍ）　（ｍ）　力（ＫＮ）　（ＭＰａ）　（。）　（ＭＰａ）　

１８　０－３　１．８８　２＿２　２５　０．５　１．０ｅ７　

表４锚索参数　弹模Ｅ　拉伸屈服　截面积　自由段长　锚固段长　Ｋ　强度　（ＧＰａ）　ｆｍ　）　度（ｍ）　度（ｍ）　（Ｎ，ｍ）　（Ｎ／ｍ）　（ＫＮ）　

２ｏｏ　１．６９ｅ２　３．５３ｅ－－４　８　６　２．０ｅ５　１．５ｅ５　

静止土压力系数取０．４５。开挖过程分为四步：第一步为放坡，高度　２米；第二步加入支护结构桩墙、斜锚桩、预应力锚索，开挖高度３米　第三步，分层分段开挖高度３米；第四步，分层分段开挖高度３米。　３．４数值模拟结果及分析　

，、　．　一　桩墙水平位移（ｃｍ）　．　ｕ　

事／　２（　一４６—８　

１０　１２　１４　１６　

图４桩墙水平间距变化对桩墙位移的影响　

桩墙水平位移（ｃｍ）　

图５桩锚角度变化对桩墙水平位移的影响　图６桩墙长度改变对桩墙水平位移的影响　通过数值模拟发现采用结构使用的参数与实际位移相差不大，桩　长为１４米、桩墙与桩锚倾角为４５。、桩墙间距为１米时，数值模拟桩墙　的水平位移最大值为２．８３ｌｃｍ，与实测结果相差不大。由数值模拟，作　出桩长长度改变，桩锚与桩墙倾角变化以及桩墙水平间距变化对桩墙　水平位移的影响，如图４、图５、图６，由图４可以看出桩墙水平间距的　变化对桩长水平位移在一３～９米之间变化较大，随间距的增大而增　大，其他部位变化不明显。由图５可以看出桩墙与桩锚倾角的变化在　基坑开挖面以上变化较大，桩墙水平位移随倾角的增（下转第１Ｏ２页）　

１５５　

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