韩国强
中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 河北石家庄 050000
摘要：随着建筑行业的不断发展，对建筑行业在施工过程中的各项技术也提出了新的要求，其中对于开挖过程中的深基坑技术也提出了新的要求，变相地促进了研究深基坑支护结构变形特性，以某项基坑工程为例，采用数值模拟方法对该工程过程中出现的深基坑技术进行分析，在施工现场构建仿真模型进行分析，来实现对现场监测数据的有效验证，提高数值模型计算的准确性，还将对于进一步分析了深基坑支护结构发生位移的因素进行分析，来实现有效的抑制基坑发生位移，基于这样的时代背景，本文将从先从构建一项模拟工程，在该项工程的基础上，对
关键词：深基坑；支护；基坑开挖；结构变形；仿真分析
引言:随着我国经济的不断发展，建筑行业得到了进一步的发展，建筑物的规模和数据不断扩大和增多，但是这个过程中也对基坑工程的桩锚支护结构位移的技术问题提出了更高的技术要求，因此对如何提高深基坑支护的稳定性也提出了进一步的要求，考虑到深基坑桩锚支护问题也日趋复杂，并该项工程施工具有很大的临时性，使得对其的稳定性提出了更高的技术要求，本文以某项深基坑支护工程为研究对象，通过建立有限的分析的数学模型，实现对工程的动态模拟分析，分析总结影响基坑支护结构发生位移的因素，以实现不断优化深基坑桩锚支护结构的施工质量和标准，希望能为实现深基坑关键技术提供一些了借鉴的价值。
1构建模拟工程
构建模拟工程，该地上1～20层，地下室1层，楼高100 m，采用框剪结构，基础形式以桩箱为基础，将该项工程的设计准则定为甲级，将其施工附近的施工环境的复杂程度设为乙级，施工的场地的土质类型为中软场地土，场地地貌类型起伏不大的丘陵，呈现缓坡地势的，由北向南逐渐倾斜，土质的特点是人工堆积填土、冲击层粘性土以及风化混合岩组成，地下还有一层地下水，但是总体的水量不是很大，水位呈现较为平稳，但是季节变化明显，呈现不稳定性，水源主要以大气降水为主，辅助一些季节性积雪融水，为此自然环境的构建都将会在深基坑开挖过程，对桩锚支护结构的位移产生影响，但是这里将忽略该地区的地下水对对钢结构腐蚀。
2模拟工程的相关介绍
对该项模拟工程进行深基坑工程的三维构建，在该过程中要对该模型的建立过程中避免出现模拟的边界效应，对深基坑的数据选取为边缘四周的数据为70m、将距坑底的30m处来设定边界，并按照深基坑的设计要求对桩锚支护进行施加，还要注意将周边建筑荷载确定在115KPa，并对公路上可能的来往车辆的荷载进行取值以5kN/m2，深基坑支护结构主要包括两点内容：地下灌注桩和锚索等，在进行模型建模的过程中要严格按照等刚度法，具体等效成地下连续墙原理如下：
模型侧面采用水平约束，底面为固定约束，顶面为自由约束.土层按地质条件分为4层，材料参数选取，材料模型采用节点六面体单元，锚索钢筋采用单元，不考虑桩间土体相互作用，按照刚度等效原理，运用有限元软件建立数值分析模型，有限元分析模型本数值模型是在考虑原地应力存在、开挖后应力失效及灌注桩和锚杆应力施加的基础上，分三层进行数值仿真模拟开挖深基坑。土层材料参数土层弹性粘聚力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于开挖支护过程中非常重视基坑阳角位置，为防止变形陡增采取及时支护，因此位移达到峰值后又下降，是开挖形成的位移被支护措施及时控制的表现，现场监测变形值与模拟值较为符合，证明该数值模型精度符合要求。其技术复杂性远高于永久性的基础施工，施工或外荷载等因素的扰动所很可能引起支护结构受力过大、位移超限而发生种种意外。深基坑开挖研究涉及诸多方面问题，如基坑自身稳定问题、支护结构稳定问题及周围临近建筑物、地下管线稳定问题等。
3深基坑桩技术在建筑项目中的应用
3.1土体抗剪强度指标影响
对于深基坑桩锚支护结构位移因素有很多，下文将对此进行分析，分析土体抗剪强度指标的影响因素，了解土体抗剪强度发生变化对支护结构变形的影响，选取在原粘聚力数值上进行逐渐增大，最小值可以设定为0%，在逐渐增大为10%，30%、50%等百分，并对摩擦角进行选取，可以将数值的初始值确定为15°、并以5°逐渐增大、一直增加到30°，通过这些数值模拟来对支护结构的最大水平位移值进行分析，并确定其内部变化的规律，在土体粘的聚力不断增大的前提下，对支护结构的最大位移距离进行研究，并将数值进行逐渐变小，再增大内摩擦角度，支护结构的最大位移越小。结果表明，随着抗剪强度数据不断增大，会加大对基坑支护结构变形的影响，呈现正比例的关系，使得土体自身稳定性也随着增加了，在抗剪强度指标不断增加的情况下，对位移的影响其实并不是很明显，所以有足够的支护强度是基坑稳定施工的必要条件。
3.2粘聚力影响
对于粘聚力对支护结构发生位移的影响，通过模拟数值，灌注桩对支护结构的构建模型的桩径、嵌固深度等参数，设定基坑支护结构可能发生的最大位移数值，进一步研究粘聚力对支护结构变形的影响规律，通过大量的数据可以知道，在嵌固深度的不断增大的情况下，深基坑支护结构的位移并不是很明显，大致可以确定为两者呈现反比例的关系。因此，嵌固深度必须满足设计要求，深基坑支护结构位移随着桩径的增大而减小，主要是因为桩径的增大提高了支护结构刚度，但过大桩径对于支护结构变形的抑制并不明显。显然，可见通过减小桩径来实行维护支护结构变形效果并不是很明显。
3.3锚杆参数对支护结构的影响
通过数值模拟改变模型的锚杆倾角、长度等参数，对应提取基坑支护结构最大位移值，进一步研究锚杆对支护结构变形的影响规律，支护结构最大位移随着锚杆倾角的增大而变大，主要是随着倾角的变大，锚杆的水平分力减小的缘故，锚杆倾角在10°～25°，约束效果较好。可知，支护结构大致可以确定为支护结构呈现反比例的关系，主要是锚杆越长，形成的锚固力越大的缘故，锚杆长度达到12m后，对支护结构位移控制趋缓。
4结论:随着我国经济的不断发展，建筑物的规模不断扩大，但是基坑工程的桩锚支护结构位移的技术问题在施工的过程中出现了许多的问题，因此对如何提高深基坑支护的稳定性也提出了进一步的要求，对此，本文以某项深基坑支护工程为研究对象，通过建立数学模型，实现对工程的动态模拟分析，分析影响基坑支护结构发生位移的因素，以实现不断优化深基坑桩锚支护结构的施工质量。
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论文作者:韩国强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
标签：结构论文; 位移论文; 深基坑论文; 基坑论文; 数值论文; 工程论文; 模型论文; 《防护工程》2018年第32期论文;