倾斜支盘桩基坑支护性能研究.pdfVIP

摘要

倾斜支护桩作为一种新型基坑支护结构具有支护效果佳、受力合理、节约用材等

优点，根据内斜型倾斜支护桩的桩身受力特点，将桩基础中用来提高抗压和抗拔能力

的支盘与倾斜支护桩相结合形成倾斜支盘桩，并将其应用在基坑基护支护中。为了探

究该类型支护结构能否有效地对基坑起到较好的支护作用，本文通过一系列模型试验

和有限元数值模拟进行了研究分析。

倾斜支盘桩模型试验中，使用PVC材料及其他设备和工具制作倾斜支盘桩模型，

并在桩身粘贴电阻式应变片以采集基坑开挖时桩身的应变数值，模型箱顶部固定若干

支百分表，监测和记录基坑开挖过程中支护结构各方向的位移。有限元模拟部分，通

过MidasGTSNX岩土有限元软件进行数值模型的建立的计算，以分析桩身支盘对支护

效果以及桩身内力的影响。

倾斜支盘桩有限元数值模拟和模型试验得到以下结论：

支盘应用于倾斜支护桩可以有效提高支护基坑的效果，设盘后倾斜支护桩的顶部

水平和竖向位移、桩身水平位移、地表沉降值等相较于设盘前均减小20%-50%。同时，

斜桩轴向压力和直桩轴向拉力相较于设盘前均有一定程度减小，斜桩和直桩桩身下部

设盘处的轴力值减小程度要大于桩身上部，根据数值模拟和模型试验得到的计算结果

看出，设盘后斜桩和直桩下部桩身轴力变化曲线呈台阶式，支盘下方桩截面的轴力值

相较于支盘上方桩截面有较大幅度的减小。

设盘前斜桩和直桩桩身弯矩从桩顶至桩底呈S形，桩身上部为负弯矩区段、桩身

下部为正弯矩区段，弯矩零点随着开挖深度的增加下移，最大弯矩值出现在桩身上部

负弯矩区段，同时，设盘后斜桩和直桩桩身弯矩值相较于设盘前有所减小，设盘前斜

桩存在一个弯矩零点，设盘后桩身下部有出现第二个弯矩零点。

通过数值模拟的方法对影响倾斜支盘桩支护效果的若干因素进行分析，得到以下

结论：

盘径对倾斜支盘桩支护效果的影响较为明显，盘径越大时倾斜支盘桩的顶部水平

和竖向位移、桩身最大水平位移随之减小；同时，支盘设置在不同桩身位置，支护效

果也有一定差异，当支盘设置在过于靠近桩身底部时，对支护效果的提高程度较低，

支盘设置位置过于靠近基坑坑底水平面时，支护效果也相对较差，对比后认为，设盘

位置在基坑底部水平面以下一定距离且未过于靠近桩底时，支盘对支护效果的提升效

果最好。

关键词：倾斜支护桩，支盘桩，基坑工程，数值模拟，模型试验

ABSTRACT

Asanewtypeoffoundationpitsupportingstructure,inclinedsupportingpilehastheadvantagesof

goodsupportingeffect,reasonablestressandsavingmaterials.Accordingtothecharacteristicsoftheinner

inclinedretainingpile,theinclinedbranchpileisformedbycombiningthebranchplateusedtoimprovethe

compressiveandupliftresistanceofthepilefoundationwiththeinclinedretainingpile,anditisappliedto

thefoundationpitsupport.Inordertoexplorewhetherthistypeofsupportingstructurecaneffectivelyplay

abettersupportingroleinthefoundationpit,thispaperstudiesandanalyzesaseriesofmodeltestsandfinite

elementnumericalsimulation.

Inthemodeltestofinclinedbranchpile,PVCmaterialandotherequipmentandtoolsareusedtomake

theinclinedbranchpilemodel,andther