【摘 要】
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桥梁锚锭基坑工程建设中往往伴随着开挖深度深、开挖面积大和复杂的场地环境,常采用圆形地连墙的围护结构形式对基坑开挖进行支护。圆形地连墙结构不同于一般的基坑围护结构形式,除具有常规地连墙结构强度高、刚度大和良好的防水防渗漏性能外,其独有的空间“拱效应”,能将基坑周围的水土压力,部分转化为围护结构的环向压应力,进而充分利用混凝土材料良好的抗压性能来平衡,以控制基坑的变形,因此圆形地连墙围护结构形式在工程
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桥梁锚锭基坑工程建设中往往伴随着开挖深度深、开挖面积大和复杂的场地环境,常采用圆形地连墙的围护结构形式对基坑开挖进行支护。圆形地连墙结构不同于一般的基坑围护结构形式,除具有常规地连墙结构强度高、刚度大和良好的防水防渗漏性能外,其独有的空间“拱效应”,能将基坑周围的水土压力,部分转化为围护结构的环向压应力,进而充分利用混凝土材料良好的抗压性能来平衡,以控制基坑的变形,因此圆形地连墙围护结构形式在工程实践得到了广泛的应用。本文以湖北某长江大桥圆形锚碇深基坑工程为背景。依据现场工程条件制定合理有效的信息化监测方案,对锚碇基坑的各类监测数据进行收集整理,详细分析了圆形围护结构和周围环境的变化特性。同时结合现场监测数据,采用数值模拟的方法,对比分析了不同开挖阶段下圆形围护结构受力特征和变形规律。通过改变基坑模型的不同基本参数,模拟研究不同的参数取值对围护结构受力和变形的影响。主要的工作及结论如下:(1)根据对现场监测数据的整理分析,发现墙体径向位移和环向应力均呈现“中间大,两端小”的变形规律,最大位移点随着基坑开挖深度的增加逐渐下移,最终稳定在结构的中下部。(2)通过对基坑周边地表沉降进行监测可知,在基坑开挖过程中周边地表最大沉降位移点,不是在基坑的边缘而是距离基坑边缘21m约0.4倍开挖深度处。(3)依据坑外孔隙水压力的监测结果可知,在基坑的开挖过程中,随着基坑开挖的进行,孔隙水压力值呈现逐渐变小的趋势,整体变化速率较为平缓,且在距离长江较近一侧孔隙水压力较大,而远离长江一侧孔隙水压力较小。(4)通过运用MIDAS/GTS对基坑进行建模,将径向位移和周围土体的模拟结果与实际监测数据进行对比分析,模拟结果能较好反应实际工程的情况,验证了所建模型的有效性。(5)根据对不同基坑直径的模拟结果可知,基坑直径的变化对圆形围护结构的空间“拱效应”影响十分显著。总体来看,当基坑直径增大时圆形围护结构的空间“拱效应”呈现非线性减弱的趋势,而当基坑直径减小时“拱效应”表现为增强的变化特点。(6)通过模拟基坑不同的参数取值,研究圆形围护结构的变形特性。发现基坑径向位移对地连墙体厚度变化较为敏感,地连墙厚度的增加能有效控制围护结构的径向变形,圆形围护结构的“拱效应”也越发显著。而地连墙弹性模量对径向位移有一定影响,总体随着墙体弹性模量的增加呈现减小的趋势,且位移的减小幅度也随之逐渐变小。当对土体的弹性模量进行改变时,围护结构的径向位移变化幅度十分微小。
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