桩锚支护结构受力特性研究

【摘要】随着城市建设的发展,高层和超高层建筑大量涌现,基坑开挖深度也越来越深,基坑支护已成为深基坑施工中的关键问题。在西宁地区桩锚支护结构广泛应用于深基坑工程,但是其受力特性仍有待于进一步研究。本文通过对西宁火车站深基坑桩锚支护结构桩身内力进行现场实测,分析了不同工况下桩锚式支护桩的受力特性及其变化规律。取得的主要结论和成果如下：(1)桩顶冠梁对支护桩变形有明显的约束作用,使得桩顶部分受力特性不同于上端自由的直立杆件,这种约束作用不仅能改变支护桩的变形状态,还会使桩身内力减小,支护桩在设计计算时应考虑其所受冠梁约束作用的影响。(2)测试资料表明,对于桩锚式支护桩用目前常规设计方法设计出的桩身钢筋应力实测值远小于钢筋强度设计值,说明钢筋强度远未充分发挥,基坑支护设计是偏于安全的；桩身钢筋应力变化主要由基坑开挖深度、基坑暴露时间和预应力锚杆张拉三方面因素引起。(3)从试验实测弯矩分布图可以看出,实测弯矩与理论计算弯矩在分布规律和变化趋势上存在一定的差异,悬臂支护阶段桩身最大弯矩位于基坑底面附近；桩锚支护阶段桩身最大弯矩位于基坑底面以上至1/3基坑深度的区域内。(4)支护桩嵌固深度过长,并不能改善其受力特性,说明支护桩嵌固深度可以进行优化,为经验修正嵌固深度提供参考。(5)从理论计算弯矩与实测弯矩对比来看,对于桩锚支护结构,用极限平衡法与弹性支点法进行计算都是偏于安全的。在基坑底面以上,设计时采用极限平衡法比弹性支点法更为经济,而在基坑底面以下弹性支点法与实测值更加吻合。(6)冠梁是一个受弯构件,冠梁钢筋应力随基坑开挖深度的增大呈增长趋势,冠梁端部内侧受压,外侧受拉,冠梁中部内侧受拉,外侧受压。(7)冠梁位移随基坑开挖深度的增大呈增长趋势,基坑变形具有明显的空间效应,冠梁位移分布总体呈“⌒”状,表现为中间位移大两端位移小。(8)预应力锚杆的施加可以有效减小桩身内力,锚杆张拉对桩身内力的影响具有明显的空间效应,锚杆张拉过程中锚杆标高位置附近桩身钢筋应力减小,而其他断面位置桩身钢筋应力受锚杆拉力影响较小。
【作者】陈帅强；
【导师】黄雪峰；
【作者基本信息】兰州理工大学，岩土工程，2014，硕士
【关键词】深基坑；桩锚支护；现场试验；内力；

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