包头某越冬基坑桩锚支护结构的受力变形监测及研究

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对于北方一些寒冷地区的基坑支护工程，在某些特殊的天气和工程条件下，冻结作用使土体膨胀，冻胀力作用对支护结构的稳定性产生影响。冻结作用使基坑侧壁一定范围的土体土压力的作用变小，冻胀作用占主导作用。在春季融冻季节，若支护结构后土体含水率较大，水分不能及时排出，又将对支护结构产生很大的土压力，此时，支护结构的主要荷载为土体对支护结构的土压力作用，会使基坑变形显著增加，引起基坑支护结构的破坏和垮塌事故发生。
　　为了研究越冬基坑桩锚支护结构的受力及位移变化情况，针对包头某越冬基坑进行了基坑位移监测和锚索轴力变化监测，在基坑南侧布置了6个位移监测点，在第一排和第二排锚索上分别安装了锚索测力计。通过对监测数据的整理和分析，讨论了越冬基坑土冻胀对桩锚支护结构的影响。在此基础上利用有限元软件对工程实际进行了模拟，将数值模拟结果与现场实测数据进行了对比分析，分析了越冬基坑冻胀作用对支护结构受力及变形的影响规律，得出一些对越冬基坑工程设计和施工有实际意义的结论，可为今后类似的工程提供一定的借鉴。
　　通过本文工作，可得出以下结论：
　　（1）北方一些寒冷地区的越冬基坑工程在进行工程设计时应充分考虑基坑土体的冻胀和冻融对支护结构稳定性的影响。
　　（2）通过建立力学模型，得出水平冻胀力与锚索轴力之间的关系，可依据土体冻胀等级对水平冻胀力进行附值，计算锚索轴力。
　　（3）通过对越冬期的桩顶水平位移监测发现，冬季位于基坑南侧中间部位桩的位移变化比两侧位移变化大，进入越冬期后，初始一段时间内桩顶水平位移稍有增加但不明显，分析原因虽然外界温度已经达到负温，但土体未达到起始冻胀状态，从1月中旬开始位移显著增加，冻胀引起的位移远大于基坑开挖引起的位移。
　　（4）由桩后土体沉降在越冬期的监测结果表明，越冬期支护桩后土体因没有机械扰动沉降量很小，变化范围在1mm左右。
　　（5）通过对越冬基坑锚索轴力变化的监测数据可知，第一排锚杆的轴力变化较大，增幅为64kN，第一排锚杆位于粉土层，该层受冻胀影响较大。第二排锚杆由于位于砂土层，而且桩后砂土少量流出导致第二排锚杆轴力缓慢下降，但降幅很小。
　　（6）通过对包头地区某越冬基坑锚索轴力变化的监测结果进行统计分析，得出计算越冬期锚索轴力的经验公式。
　　（7）由有限元模拟结果可看出，支护桩顶水平位移的模拟值和实测值变化幅值有较好的一致性，锚杆轴力变化的模拟值在进入越冬期呈现与实测值相同的变化趋势，因此锚杆轴力变化的模拟对该工程具有一定指导意义。

著录项

作者
高鹏飞;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科建筑与土木工程
授予学位硕士
导师姓名杨永新;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类深基础;
关键词
越冬基坑; 桩锚支护; 变形监测; 土压力;

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