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随着我国城市人口密度的不断增加和城市建设的发展,合理地开发与利用地下空间是城市可持续发展的要求。由于基坑工程的理论研究落后于工程实践,而工程经验本身不能满足基坑深度、规模、难度的快速发展而带来的挑战。本文在前人研究成果的基础之上,结合太原市某深基坑工程实践,通过FLAC3D有限差分软件和理正深基坑支护设计软件,对桩锚支护结构进行了数值模拟和分析研究。具体研究成果如下:
(1)利用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟分析,其结果主要是应用于基坑工程的定性分析,而不能作为定量分析的依据。理正软件的计算分析结果只能作为基坑支护设计的参考依据之一,不能盲目相信。基坑支护设计人员要参考FLAC3D有限差分软件和理正软件的计算,进行对比分析,再结合该地区基坑工程实践经验和同类基坑工程实践经验,综合判断分析,确定基坑支护设计。
(2)随排桩嵌固深度改变,影响排桩桩身的最大弯矩以及其出现的位置;基坑整体稳定性安全系数随着排桩嵌固深度的增加而增加。
(3)锚索的预加力与排桩桩身弯矩成线性反比例关系,即随着锚索的预加力的增大,排桩桩身正负弯矩值都随着减小;随着锚索的预加力的增大,排桩桩顶X向位移值都随着减小;锚索的预加力与锚索轴力成线性正比例关系,即随着锚索的预加力的增大,锚索轴力随着增大;理正软件计算得到的锚索轴力值不合理;随锚索预加力的增大,基坑变形总体是随着减小的,并且减小的速率越来越小,最终基坑变形趋于某一稳定值。
(4)坑外地表总位移是坑外地表X向位移和坑外地表Z向位移合成的结果,并且在坑边附近,基坑的变形是以X向变形为主,相距坑边越远,基坑的变形是以Z向变形为主。
(5)随着基坑开挖深度的增大,坑外最大地面沉降值随着增大;坑内最大隆起量随着增大。由基坑开挖引起的坑外地面沉降的影响范围一般为3~5倍开挖深度;坑内隆起的影响范围一般为2~3倍开挖深度。