樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)角樁的受力性能研究.pdf

1、本文采用ANSYS三位有限元數(shù)值模擬方法對(duì)深基坑角樁受力性能進(jìn)行了模擬分析。樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)是深基坑開(kāi)挖中常用的一種圍護(hù)形式。平面形狀為凹多邊形的基坑,陽(yáng)角處排樁(本文簡(jiǎn)稱(chēng)角樁)承受復(fù)雜土壓力作用,發(fā)生雙向彎曲,設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)易發(fā)生安全事故。目前,對(duì)于角樁工作機(jī)理的研究還不普遍,仍然按照普通樁支護(hù)的計(jì)算理論進(jìn)行,使工程安全存在隱患。結(jié)合工程實(shí)例角樁內(nèi)力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),采用有限元數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)其工作性能進(jìn)行研究,對(duì)比經(jīng)典土力學(xué)方法計(jì)算結(jié)果,研究在基坑開(kāi)

2、挖過(guò)程中,角樁在雙向土壓力作用下的雙向彎曲情況,并根據(jù)其受力特點(diǎn)建議角樁合理的配筋方式,為樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)支持。結(jié)合某工程樁錨支護(hù)施工監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及數(shù)值分析結(jié)果,主要研究成果如下:1、通過(guò)對(duì)懸臂式深基坑變形特性及其主動(dòng)狀態(tài)土壓力效應(yīng)分析,根據(jù)土體簡(jiǎn)化模型建立角樁內(nèi)力計(jì)算數(shù)值模型,并通過(guò)有限元計(jì)算分析,研究基坑開(kāi)挖過(guò)程中角樁在不同工況下的內(nèi)力變化規(guī)律;2、角樁承受一定的扭矩,且最大扭矩出現(xiàn)在樁身上1/3范圍內(nèi)。角樁還承受相當(dāng)?shù)碾p向

3、彎矩。最大彎矩沿樁身的分布較為離散,隨施工進(jìn)程通常由樁上部向下部遷移。然而,樁身彎矩有方向上的變化,即受拉和受壓側(cè)會(huì)隨開(kāi)挖深度增改而改變。這是角樁與其他樁相比,明顯的受力特點(diǎn)。3、用測(cè)斜儀測(cè)量得到的角樁處樁身變形相當(dāng)復(fù)雜。但總結(jié)3個(gè)角樁處的水平位移測(cè)量結(jié)果,還是具有一定規(guī)律性的,即角樁的水平位移會(huì)隨著開(kāi)挖深度的增加而出現(xiàn)方向上的改變;而當(dāng)開(kāi)挖至基坑底時(shí),水平位移又指向基坑。這與數(shù)值分析結(jié)果(角樁樁身彎矩會(huì)發(fā)生方向的改變)基本一致,說(shuō)明這

4、是角樁工作的重要特征。4、角樁內(nèi)力復(fù)雜,再加上冠梁的約束扭轉(zhuǎn)作用,使角樁所受的彎矩之外的內(nèi)力也起著重要作用。因此,角樁不能采用局部均勻配筋,只能采用全截面均勻配筋。對(duì)于較大基坑,還要設(shè)置合適的角撐來(lái)增強(qiáng)角樁部位的剛度,為了防止在工程中出現(xiàn)角樁受扭剪而出現(xiàn)斜裂縫的情況,應(yīng)配置抗扭鋼筋,也就是配置適量的箍筋,來(lái)增強(qiáng)角隅部位排樁的抗扭剪能力。角樁的剛度也應(yīng)與其他部位的支護(hù)樁相匹配,以確保整個(gè)支護(hù)體系協(xié)調(diào)變形,共同工作。5、角樁的內(nèi)力和位移變化