对拉支护结构在深基坑支护工程中设计方法和数值模拟的研究
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摘要
随着城市建设的飞速发展,地下空间的利用率越来越高,在建筑深基坑开挖深度越来越深的同时,深基坑建址的密集度也越来越高。正在施工的一片建筑群中时常出现相邻深基坑相互影响相互交叉的现象。深基坑工程常常用到锚杆、土钉等细长受拉杆件,在密集的基坑群中常出现地下杆件相互穿插相互影响的情况。受拉杆件的长度往往是深基坑支护设计的重点,相邻近基坑的建设必然影响到受拉杆件的长度。目前对地下杆件相互穿插,相互影响的临近的多个深基坑支护工程的研究并不常见,可以做为设计参考依据的工程实例也不多见。
本文以北京五棵松一带两个相互临近的深基坑为对象,通过解析计算和FLAC-2D数值模拟对临近深基坑的构件和土体受力状况作出了初步研究。在本工程中技术人员初次设计并使用了将两支护工程的地下杆件合为一用的施工方法,本文称之为对拉式支护结构。本文对这种对拉式支护结构中的土钉墙、桩锚支护两个组成部分分别进行了设计验算;使用了极限平衡法对桩锚-土钉墙、土钉墙-土钉墙式对拉支护结构做了抗滑移、抗倾覆、内部整体稳定性的验算;使用了FLAC-2D有限差分程序对桩锚-土钉墙对拉支护模型进行了数值模拟计算;通过对工程中部分观测数据的分析和数值模拟结果的对比,解析设计结果和数值模拟结果的对比,总结了FLAC-2D数值模拟在对拉支护工程中的适用性。
With the rapid development of urban, underground space utilization is geting more and more.Foundation pit is deeper and deeper, at the same time the density of foundation pit site is more intensive.Deep excavation bracing often used slender rods as anchor cable and soil nails.Adjacent constructing foundation pits usually influence mutually by the underground bars.The lengthe of anchor cable and soil nails is a keystone of design,but the adjacent constructing foundation pits strictly limit the length of cable and nails.At present the study of adjacent foundation pits and interactional underground bars is uncommon,and the engineering design examples are very infrequent.
In this thesis the author taken two adjacent foundation pits as an example, and used the analytical calculation and FLAC-2D numerical simulation softwears as tools,and makes a preliminary study of mechanics characteristic of factors in adjacent foundation pits.In this project, the engineers designed and used the anchor cable and soil nails of two adjacent foundation pits combined together,and in this thesis the author named this foundation pit bracing construction technology as cross anchor structure.The thesis point did a analytical calculation to the soil nailing wall and anchored soldier piles in this project,and used the FLAC-2D programme to make a numerical simulation to the model of cross anchor structure,and contrast observation data nonlinear regression analysis result and the simulation result.
本文以北京五棵松一带两个相互临近的深基坑为对象,通过解析计算和FLAC-2D数值模拟对临近深基坑的构件和土体受力状况作出了初步研究。在本工程中技术人员初次设计并使用了将两支护工程的地下杆件合为一用的施工方法,本文称之为对拉式支护结构。本文对这种对拉式支护结构中的土钉墙、桩锚支护两个组成部分分别进行了设计验算;使用了极限平衡法对桩锚-土钉墙、土钉墙-土钉墙式对拉支护结构做了抗滑移、抗倾覆、内部整体稳定性的验算;使用了FLAC-2D有限差分程序对桩锚-土钉墙对拉支护模型进行了数值模拟计算;通过对工程中部分观测数据的分析和数值模拟结果的对比,解析设计结果和数值模拟结果的对比,总结了FLAC-2D数值模拟在对拉支护工程中的适用性。
With the rapid development of urban, underground space utilization is geting more and more.Foundation pit is deeper and deeper, at the same time the density of foundation pit site is more intensive.Deep excavation bracing often used slender rods as anchor cable and soil nails.Adjacent constructing foundation pits usually influence mutually by the underground bars.The lengthe of anchor cable and soil nails is a keystone of design,but the adjacent constructing foundation pits strictly limit the length of cable and nails.At present the study of adjacent foundation pits and interactional underground bars is uncommon,and the engineering design examples are very infrequent.
In this thesis the author taken two adjacent foundation pits as an example, and used the analytical calculation and FLAC-2D numerical simulation softwears as tools,and makes a preliminary study of mechanics characteristic of factors in adjacent foundation pits.In this project, the engineers designed and used the anchor cable and soil nails of two adjacent foundation pits combined together,and in this thesis the author named this foundation pit bracing construction technology as cross anchor structure.The thesis point did a analytical calculation to the soil nailing wall and anchored soldier piles in this project,and used the FLAC-2D programme to make a numerical simulation to the model of cross anchor structure,and contrast observation data nonlinear regression analysis result and the simulation result.
引文
[1] 曾宪明、曾荣生、陈德兴、王作民.岩土深基坑喷锚支护法原理·设计·施工指南.上海:同济大学出版社,1997
[2] 廖全明.论述基坑支护结构的设计原则和分类类型:四川建材,2006 年第 2期
[3] 余志成、施文华.深基坑支护设计与施工.北京:中国建筑工业出版社,1997
[4] 陈肇元、崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用(第二版).北京:中国建筑工业 2000
[5] 程良奎、杨志银.喷射混凝土与土钉墙.北京:中国建筑工业出版社,1998
[6] 刘建航,侯学渊.基坑工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1997
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[8] 黄成造、严宗雪、张晓荣. 某公路隧道破碎围岩塌方段处理及对拉锚杆的应用 :地下空间与工程学报,2007 年 05 期
[9] J·N·REDDY[美] 有限元法概论 国际学生版 1985
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[17] 张云 有限差分数值模拟在围岩稳定性分析中的应用 西部探矿,2006.11期
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[20] 杨丽萍 宋子岭 吴野.拉格朗日元法及其应用软件 FLAC 在边坡稳定分析中的应用 采矿工程 2007 年第二期
[21] 李恒太等 等效内摩擦角的计算与使用 岩土工程界 2001.8
[22] 林宗元 简明岩土 工程勘察设计手册(下册)中国建筑工业出版社 2004
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[25] 顾慰慈 挡土墙土压力计算手册 中国建材工业出版社 2005
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[29] 魏新江等 全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨 岩土工程学报 2006.7
[30] 中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范GB50010-2002
[31] 中华人民共和国国家标准 锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50084-2001
[32] 中华人民共和国国家标准 建筑边坡工程技术规范GB50330-2002
[33] 谢世坚 砂卵石地层帷幕灌浆试验研究 广东水利水电 2007第五期
[34] 周刘刚 王海洋 浅埋暗挖地铁车站管棚与交叉小导管超前注浆预加固施工技术 隧道/地下工程 2007.5
[35] 张德民 成层土中悬臂式地下墙内力计算等值梁法 中国煤田地质 2001年12卷2期
[36] 建筑结构静力学计算手册 建筑工业出版社 1998
[37] 朱洪州等 柔性路面级配随时基层弹性模量取值研究 重庆交通学院学报2006第25卷第五期
[38] 何业琳 钢花管灌浆锚杆喷锚支护技术 广东建材 2005第三期
[39] 夏雄 周培德 预应力锚索二次劈裂注浆设计参数研究 2006年中国交通土木工程学术论文集1002
[40] 漆泰岳等 FLAC锚杆单元模型的应用与修正 岩石力学与工程学报 2004.7
[41] 童恒庆 经济回归模型及计算 湖北科技出版社 1999
[42] 王松桂.线性模型的理论及其应用 安徽教育出版社 1987
[43] 中华人民共和国国家标准 建筑结构荷载规范 GB 50009—2006
[44] 平扬等 深基坑双排桩空间协同计算理论及位移反分析 土木工程学报 2001年4月
[45] 中国工程建设标准化协会标准 基坑土钉支护技术规程 CECS96、97
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