砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護結構設計理論.pdf

1、近幾十年來，隨著高層建筑的多層地下室、地下鐵道、地下車站、地下停車場、地下商場、地下倉庫、地下市政設施和工業(yè)及軍事設施等的建設與發(fā)展，深基坑工程越來越多，平面布置形式越來越靈活，如規(guī)則的矩形、圓形或各種不規(guī)則形式。其中圓形深基坑支護結構體系作為一種閉合的拱圈結構，呈現出主要承受環(huán)向壓力的特性，同時由于圓拱效應的影響，圓形基坑支護結構與其他平面布置形式的基坑相比較，結構的受力和控制變形更有利。迄今為止，公開的文獻可以查詢到的圓形深基坑工程

2、絕大多數出現在沿海軟土地區(qū)，支護體系多為地下連續(xù)墻型式。對于砂卵石地層中（與軟土地區(qū)地層特征有著顯著差異）圓形深基坑排樁支護結構，可以查詢到的研究成果很少，其原因包括:缺少砂卵石地層圓形深基坑排樁支護結構的系統設計理論和工程實踐經驗，導致工程中選擇時極為慎重，已有的少量工程實例也按常規(guī)的未充分考慮圓形深基坑空間作用效應和樁土共同作用的受力模型進行計算導致設計偏于保守。因此，對砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護結構設計理論進行研究，具有重要的

3、理論價值和現實意義。
　　本論文在廣泛收集國內外相關研究資料的基礎上，針對砂卵石地層的土層特性、圓形深基坑排樁支護結構的空間作用效應和樁土共同作用，采用厚壁圓筒理論、三維數值模擬、室內模型試驗、工程實例驗證等手段研究了作用于砂卵石地層中圓形深基坑排樁支護結構上土壓力的計算理論、排樁支護結構內力和變形的計算理論，并對圓形基坑排樁支護結構的常用參數取值及影響因素進行了分析討論。
　　本論文取得的主要成果、得出的主要結論與建議如下

4、:
　　1.按厚壁圓筒理論建立了作用于圓形深基坑排樁支護結構上土壓力的分析理論和計算公式，公式中包含了基坑直徑、樁徑、樁的抗彎剛度、土體重度、彈性模量、泊松比、內摩擦角、靜止土壓力系數等諸多參數和影響因素。
　　2.在不同開挖深度下，圓形深基坑排樁支護結構樁后土壓力總體呈非線性分布，在不同土層范圍內近似呈線性分布，可近似按分段線性分布處理。樁后土壓力介于靜止土壓力和主動土壓力之間，但更接近Rankine主動土壓力。隨著開挖深

5、度的增加，同一位置處樁后土壓力呈逐漸減小的特點，但土壓力合力則具有逐漸增大的特點，尤其在基坑中下部1/3～2/3范圍內較為明顯。
　　3.對于任意開挖深度，開挖面以上樁體采用底端固定、頂端為滑動支座、中間為鉸支座（腰梁處）的超靜定多跨連續(xù)梁模型分析內力和變形，開挖面以下樁體采用彈性地基梁法計算樁體內力和變形，并考慮了上下兩部分的內力和變形協調，建立了排樁支護結構內力和變形的分析理論和計算公式。
　　4.排樁支護結構的冠梁和腰

6、梁主要表現為沿環(huán)向均勻受壓的特點，剪力和彎矩較小;冠梁主要起約束樁頂側向變形的作用，截面尺寸主要根據構造要求確定。在多道腰梁中，靠近坑底的l～2道腰梁軸力較大。
　　5.腰梁剛度和間距對排樁支護結構的腰梁軸力和圍護樁側向位移影響較大，對圓形深基坑宜盡早采用剛度大的腰梁支撐，可使得排樁支護結構的綜合受力效果處于較好的狀態(tài)。
　　6.因冠梁和多道腰梁作用，支護樁側向位移呈中間大兩端小的分布特征，中間向坑內鼓脹，最大側向位移一般出