基坑工程樁撐支護體系施工全過程現(xiàn)場監(jiān)測與分析.pdf

1、樁撐支護結構施工工藝簡單，限制基坑變形效果較好，在地鐵車站等狹長、平面形狀規(guī)則且開挖深度大的基坑工程中，多采用樁撐支護結構進行支護。雖然樁撐支護結構在實際基坑工程中應用非常廣泛，對于基坑的變形和穩(wěn)定性的研究也很多，但是對于其排樁內(nèi)力的分布和演化規(guī)律研究甚少；尤其換撐過程中，圍護結構與主體結構形成協(xié)同工作的受力體系，其工作機理目前尚不明確，圍護結構內(nèi)力有增大的可能?；诖?，闡述了現(xiàn)行樁撐支護結構的幾種分析方法及特點，運用增量法、全量法和經(jīng)

2、典法對實例工程進行分析；結合鄭州地鐵1號線二期河工大站實例基坑工程，對樁撐支護結構支護排樁的內(nèi)力和位移進行了施工全過程監(jiān)測，研究支護排樁內(nèi)力的分布和演化過程；運用 ABAQUS有限元軟件對實例工程建立三維有限元模型，模擬基坑分層開挖過程和車站主體結構施工過程，與實際工程監(jiān)測數(shù)據(jù)進行，驗證幾種理論分析方法的適用性。主要結論如下：
　　（1）采用彈性增量法對實例工程進行計算，發(fā)現(xiàn)整個施工過程中，樁身彎矩最大值出現(xiàn)在拆除第三道支撐時（-

3、956.22kN?m），大于開挖至基底時樁身最大彎矩值（-628.09kN?m）；樁身水平位移最大值出現(xiàn)在拆除第三道支撐時（12.12mm），大于開挖至基底時的最大水平位移值（9.78mm）。說明樁撐支護結構中，下部支撐拆除環(huán)節(jié)比開挖至基底時更危險。
　?。?）分別采用經(jīng)典法和彈性法（全量法和增量法）對實例工程進行計算，發(fā)現(xiàn)對于基坑開挖面以下的被動土壓力區(qū)，三種方法計算的樁身彎矩都以正彎矩為主，經(jīng)典法計算最大彎矩（1295.33k

4、N?m）遠大于增量法（308.20kN?m），經(jīng)典法計算排樁開挖面以下嵌固段時結果不理想。結合實測結果發(fā)現(xiàn)，彈性增量法計算結果更加符合實際情況，且有一定的安全儲備，具有良好的經(jīng)濟性和適用性。
　?。?）在本次試驗中，實際監(jiān)測結果顯示，樁身彎矩在基坑開挖面附近為零，即樁身彎矩的反彎點，且樁身彎矩零點會隨著基坑開挖下降。實測樁身彎矩零點位置比理論計算高約2m。
　　（4）在本次試驗中，實際監(jiān)測結果顯示，基坑開挖面以上最大負彎矩達

5、-658.31kN?m。開挖面以上樁身彎矩絕對值約為基坑開挖面以下嵌固段最大值的1.5~2倍，且樁身彎矩的反彎點也出現(xiàn)在基坑開挖面附近，因此出于經(jīng)濟考慮，排樁嵌固段配筋可做變截面處理。
　?。?）樁體水平位移的數(shù)值模擬結果、理正增量法計算結果和實測結果的變化趨勢具有較好的一致性。在基坑開挖至基底時，數(shù)值模擬最大水平位移（8.82mm）與理正增量法計算結果（9.78mm）接近，均大于現(xiàn)場實測值（5.39mm）。
　?。?）數(shù)值