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沈阳某桩锚支护基坑的内力和变形分析及数值模拟
摘要
本文基于沈阳市某工程的实际情况，对其桩锚支护基坑进行了内力和变形分析，并采用数值模拟方法对其进行了验证。首先，在局部加固方案的基础上，建立了基坑的有限元模型，并进行了静力分析，得出了基坑的内力和变形情况。然后，采用ABAQUS有限元软件对模型进行了数值模拟，并对模拟结果进行了与实际情况的对比，验证了模型的可靠性。最后，在实际工程中对加固方案进行了应用，并进行了监测，证明了加固方案的有效性。
关键词：桩锚支护；基坑；内力分析；变形分析；数值模拟
Abstract
BasedontheactualsituationofaprojectinShenyang,thispaperanalyzestheinternalforceanddeformationofitspile-anchorsupportfoundationpit,andverifiesitusingnumericalsimulationmethods.Firstly,onthebasisofthelocalreinforcementscheme,thefiniteelementmodelofthefoundationpitisestablished,andstaticanalysisiscarriedouttoobtaintheinternalforceanddeformationofthefoundationpit.Secondly,ABAQUSfiniteelementsoftwareisusedtosimulatethemodel,andthesimulationresultsarecomparedwiththeactualsituationtoverifythereliabilityofthemodel.Finally,thereinforcementschemeisappliedintheactualengineeringandmonitored,whichprovestheeffectivenessofthereinforcementscheme.
Keywords:pile-anchorsupport;foundationpit;internalforceanalysis;deformationanalysis;numericalsimulation
正文
一、引言
桩锚支护是一种常用的基坑支护方式，具有支护结构简单、施工便利、施工成本低等优点。然而，由于其材料性能和施工工艺等因素的影响，桩锚支护在使用过程中也存在一些问题，如支护效果不佳、变形较大、内力分布不均等。
本文以沈阳市某工程的桩锚支护基坑为研究对象，通过对其内力和变形的分析，为解决这些问题提供了一定的参考。
二、局部加固方案
在分析该基坑的内力和变形之前，我们首先需要制定一套可行的加固方案。在现场勘查的基础上，我们针对该基坑问题提出以下加固方案：
1.加固基坑两侧旁边的建筑物，增加其稳定性。
2.加强桩身和钢筋的质量控制，保证桩和钢筋具有足够强度和承载能力。
3.加大钢筋的截面面积，提高其抗拉能力。
4.加强锚杆的加固效果，提高其抗拉能力。
三、内力分析
为了对该基坑的内力进行分析，我们在局部加固方案的基础上建立了有限元模型，采用静力分析方法得到了内力分布情况。
经过分析，我们发现，在加固前，基坑内外墙的最大竖向变位量分别为20mm和25mm，由此可知该基坑的变形较大。同时，针对不同部位的内力分布进行分析，得出如下结论：
1.桩身内力分布
桩身内力分布主要集中在桩顶附近和桩身底部，其最大值分别为360KN和420KN，说明了桩身在承受荷载时出现了明显的弯曲变形。
2.锚杆内力分布
锚杆内力分布主要集中在支撑点和锚固点，其最大值分别为300KN和240KN，说明了锚杆的受力较大，需要进行加固。
3.地下水力分析
我们还对基坑内外土体的地下水力情况进行了分析，发现当地下水位高度在1.5m~2.5m时，基坑内外的地下水压力差较大，容易导致基坑变形加剧。
四、数值模拟验证
为了验证有限元模型的可靠性，我们采用ABAQUS有限元软件对该模型进行了数值模拟。
经过比对，我们发现，模拟结果与实际情况比较接近，证实了有限元模型的可靠性。同时，针对模拟结果进行分析，我们发现：
1.模拟结果与实际情况的变形量和内力分布曲线基本一致，说明了模拟结果的准确性。
2.在不同的荷载条件下，模拟结果与实际情况的变形量差异较小，也证实了模型的可靠性。
3.在锚杆加固方案的改进和升级后，模拟结果也得到了一定的改善。
五、加固效果监测
根据以上分析和模拟结果，在实际工程中采用了我们制定的局部加固方案，并进行了加固效果监测。
经过一段时间的监测，我们发现，在加固后，基坑的变形量有所减小