小基坑钢板桩支护设计分析与程序编制

【摘要】随着城市建设的高速发展,基坑工程越来越多,除了高层建筑兴建需要开挖的超大型基坑外,还有些地下管线、地下综合管沟、地铁修建中的竖井等作业过程中需要开挖的小基坑。在这些基坑支护当中,面临着众多的地下管线、密集的周边建筑、复杂的地层情况,使得支护方式的选择变得越来越重要。钢板桩有着特殊的锁口形式和自身优势使其具有隔水防渗、承载能力高、轻质高强、耐久性强、施工效率高、对环境影响小、占地少、可重复利用等优点,非常适合小基坑这种临时性工程,也成为了小基坑支护的最佳选择。因此,研究小基坑钢板桩支护设计方法具有重要的现实意义和良好的经济效益。本文的主要内容及研究结论如下：(1)介绍了钢板桩支护的发展现状,包括施工工艺、应用情况以及计算理论。并重点对比分析了几种常用的计算方法,总结出以弹性地基梁法为原理的小基坑钢板桩支护设计流程,以此作为编制计算程序的理论依据。(2)基于VisualStudio2010应用平台,采用VB语言编制了小基坑钢板桩支护设计计算程序。程序可分别采用等值梁法和弹性地基梁法进行小基坑钢板桩支护结构的设计计算,输出钢板桩支护结构的内力和变形计算结果以及验算支护结构的稳定性,包括强度验算、坑底抗隆起验算和抗管涌验算。(3)选取某一实际工程案例,首先利用本文程序分别进行悬臂式钢板桩支护和单撑钢板桩支护的设计计算,再根据设计结果通过ANSYS软件建立钢板桩支护模型,采用平面杆系有限元法,基于竖向弹性地基梁基本原理进行数值模拟。最后将本文程序计算结果与ANSYS数值模拟结果进行对比,以验证本文程序的可用性。(4)通过对等值梁法和弹性地基梁法的计算结果对比可得,弹性地基梁法计算的结果更接近于实测值,而且还能得到任意深度钢板桩的内力和位移。(5)将本文程序按照弹性地基梁法计算的结果同数值模拟结果相比,验证了程序计算的准确性和可靠性,利用该程序可以通过反复试算的方法,实现钢板桩支护方案的优化设计。
【作者】刘平；
【导师】马孝春；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】小基坑；钢板桩；基坑支护设计；程序设计；

【参考文献】
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