连锁空心方桩地下连排墙基坑支护成套技术的研究

【摘要】随着国内高层建筑的发展和地下空间的开发,基坑工程也朝着深、大的方向发展。当前,对于这些深、大基坑提出的“挡土”和“止水”功能要求,国内普遍使用现浇的地下连续墙和钻孔灌注桩这两种围护结构,对保证深基坑工程的安全起了重要作用。连锁空心方桩地下连排墙是一种全新的基坑支护型式。预应力混凝土空心方桩(以下简称空心方桩)具有单桩承载力高、抗弯刚度大、施工速度快的特点,其已经在桩基工程中得到大量应用,但将空心方桩应用在深基坑工程,尤其是仅用单一桩型就能同时解决基坑工程的“挡土”和“止水”问题的成功应用还是空白,因此研究如何将空心方桩用于深基坑工程是很有现实意义和工程应用价值的。本文立足于空心方桩的现有研究成果和标准,根据深基坑工程的特点,对·原来普遍用于桩基工程的空心方桩加以改造,研究由此产生的一系列问题,使改造后的空心方桩能够适应深基坑工程的要求,最终形成可以应用于深基坑工程的空心方桩支护成套技术。本文针对空心方桩的桩型改造、承载力和抗弯刚度、生产工艺、连锁成墙施工工艺、设计计算等方面进行了系列理论研究,开发了配套的连锁空心方桩地下连排墙设计软件,在昆明市进行了工程现场试验研究,还将连锁空心方桩地下连排墙支护和已经完工基坑工程的钻孔灌注桩支护进行了对比分析,取得了一些创新的成果。研究的主要内容、成果和方法如下：1、本文详细地研究了基坑支护空心方桩的截面设计与变化、承载力和抗弯刚度参数,并将空心方桩与实心圆桩的承载力和抗弯刚度进行了对比分析,开发出了新的基坑支护空心方桩类型。论文将空心方桩连锁成墙和现有基坑工程的钻孔灌注加高压旋喷桩／深层搅拌桩进行了技术经济对比分析,为钻孔灌注桩加止水帷幕支护的基坑工程提供了一种新的用单一空心方桩支护的选择。2、本文研究了基坑支护空心方桩的生产工艺、连锁成墙施工工艺,重点研究了其中的一系列难点和关键技术,总结出了一套完整的基坑支护空心方桩的工厂生产和现场连锁成墙施工工艺。3、本文提出了连锁空心方桩地下连排墙的等效设计法,该方法简便易行,便于工程应用。重点研究了连锁空心方桩地下连排墙的三维分析,开发了配套的二维和三维连锁空心方桩地下连排墙设计计算软件。4、本文进行了连锁空心方桩地下连排墙用于实际深基坑工程的试验,设计、施工了工程试验段,进行了相应的监测工作,对监测数据进行了反分析,总结了试验段的研究工作并形成一系列重要结论。通过上述研究,从硬件和软件两方面形成了连锁空心方桩地下连排墙基坑支护成套技术。研究还表明,连锁空心方桩地下连排墙具有很多优势,并有很好的市场前景。本文在最后提出连锁空心方桩地下连排墙作为基坑支护新体系需要进一步研究的重要问题。
【作者】陈伟；
【导师】黄强；
【作者基本信息】中国建筑科学研究院，岩土工程，2014，博士
【关键词】深基坑工程；连锁；空心方桩；承载力；抗弯刚度；工程对比；生产工艺；施工工艺；计算方法；软件开发；试验研究；

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