預應力錨桿肋梁和土釘墻復合支護結構的模擬研究.pdf

1、預應力錨桿肋梁和土釘墻復合支護結構是把預應力錨桿肋梁支護結構和土釘墻支護結構結合使用的新興的基坑支護結構。是在實踐的基礎上總結出來的支護方式，缺乏使用的理論依據(jù)和合適的設計方法。本文依據(jù)實際的基坑支護，總結出了切實可行的設計方法。 本文總結當前流行的支護結構，并以此為基礎，重點分析了預應力錨桿肋梁支護結構。用有限元軟件sap對用預應力錨桿肋梁方法支護的基坑進行計算。并把這種支護方式和傳統(tǒng)的支護結構錨樁支護、土釘支護進行了比較，相

2、同基坑用預應力錨桿肋梁支護，基坑的最大水平位移是6.49mm，縱橫肋梁的最大彎矩發(fā)生在縱梁上，值是26.19kN·m，錨桿的最大抗拔力205.26kN；錨樁支護的樁體最大彎矩204.23kN·m，錨樁支護不能計算除樁體之外的位移，兩種支護用材比較，預應力錨桿肋梁支護結構相對于錨樁結構大約可以節(jié)省20％混凝土和40％鋼筋。預應力錨桿肋梁支護和土釘墻支護比較，預應力錨桿肋梁支護主動控制變形，支護結構整體性好；土釘支護被動控制變形，用大力神軟

3、件計算的土釘?shù)淖畲笪灰剖?mm，土釘支護的土體的位移不能計算。這說明預應力錨桿肋梁支護結構在主動控制變形，減小基坑變形量，平衡受力等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的錨樁支護和土釘墻支護。 經(jīng)過對預應力錨桿肋梁支護結構的受力機理、變形特點、縱橫肋梁在支護中起的作用的了解。并充分考慮土釘墻支護結構的特點。設計試驗，依據(jù)實際施工的基坑，用測斜管測的基坑的深層水平位移、鋼筋計測的縱橫肋梁中鋼筋的應力，應變片測的錨桿應變，處理得出預應力錨桿肋梁和土釘墻復合

4、支護結構實際工作時的縱橫肋梁承受的彎矩、錨桿承受的軸力、基坑開挖面的變形情況，并以此為依據(jù)尋找合適的設計方法。 在廣泛了解基坑設計方法的基礎上，經(jīng)過比較，選擇用數(shù)值方法作為預應力錨桿肋梁和土釘墻復合支護結構的設計方法。用大型有限元程序ANSYS作為解決這個問題的手段。對于涉及的材料：土體采用理想彈塑性本構關系；混凝土、鋼筋采用線性彈塑性本構關系。為土體、混凝土、錨桿、縱橫肋梁選擇恰當?shù)膯卧愋停⒑线m的計算模型，實際模擬預應力

5、錨桿肋梁和土釘墻復合支護的基坑在自重作用下的性狀。在基坑的-7m、-10m、-15m處測出的預應力錨桿的最大軸力分別為40.55kN、82.024kN、70.204kN；相對應的模擬值為41.514kN、79.018kN、68.046kN?；又ёo的縱橫肋梁的最大彎矩實測值，縱梁24.19kN·m、橫梁12.78kN·m；模擬值縱粱25.36kN·m、橫梁14.35kN·m。測量基坑水平位移的測斜管是從-3m處開始測量的，測的-3m處的

6、位移25.03mm，模擬的結果是26.01mm。通過模擬數(shù)值和實際測的數(shù)據(jù)的對比，可以的出下結論，數(shù)值模擬可以準確的計算出預應力錨桿肋梁和土釘墻復合支護基坑的受力、變形情況，并容易發(fā)現(xiàn)設計中的不足和缺陷，直觀的進行設計優(yōu)化，達到設計的最佳效果。 本文的研究工作體現(xiàn)了理論研究與實際應用的有機結合，對基坑的沒計方法進行了嘗試性的拓展，為預應力錨桿肋梁和土釘墻復合支護結構提供了方便可行的設計方法，并用實際測出的數(shù)據(jù)進行了驗證。同時也為