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基于PLAXIS的深基坑双排桩支护结构应用研究
摘要
本文以某深基坑项目为背景，基于PLAXIS有限元软件，采用双排桩支护结构对深基坑进行了数值模拟分析。通过对比分析不同支护结构的力学性能及变形特征，研究了双排桩支护结构的优越性，为类似工程提供参考。
关键词：深基坑；双排桩支护结构；有限元；PLAXIS；模拟分析
Abstract
BasedonthePLAXISfiniteelementsoftware,thisstudyuseddouble-rowpilesupportstructuretosimulateandanalyzeadeepfoundationpitproject.Bycomparingandanalyzingthemechanicalpropertiesanddeformationcharacteristicsofdifferentsupportstructures,thesuperiorityofthedouble-rowpilesupportstructurewasstudied,providingreferenceforsimilarengineeringprojects.
Keywords:deepfoundationpit;double-rowpilesupportstructure;finiteelement;PLAXIS;simulationanalysis
1.研究背景
由于城市建设的需要，大量的深基坑工程不断涌现。深基坑工程施工难度大，风险高，因此需要合理的支护结构来确保施工的安全。深基坑结构设计中，支护结构的选型是一个重要的环节。想要选择到一种既可以满足工程需求，又不会增加施工难度和风险的支护结构，需要开展深入的研究与分析。
近年来，通过有限元方法分析深基坑支护结构的力学性能和变形特征逐渐成为深入研究的趋势。借助计算机模拟，可以更加准确、细致地分析和研究深基坑支护结构在施工过程中的受力和变形情况。因此，将有限元计算方法应用于深基坑支护结构的分析具有重要的意义和实用性。
2.研究方法
本文以某深基坑工程为研究对象，采用PLAXIS有限元软件进行数值模拟分析。研究了三种支护结构：双排桩支护、横向支撑支护、混凝土梁支撑。为了验证分析结果的可靠性，本文还进行了实测资料的对比。具体研究方法如下：
（1）建立几何模型。基于实测坑壁（长约30m、宽约20m、深约18m）数据，建立深基坑几何模型。
（2）选择材料参数。模型中涉及参数主要有材料参数和加载条件，其中材料参数包括混凝土、土和桩等材料的弹性模量、泊松比等。
（3）确定边界条件。在计算过程中，必须确定模型边界悬挂的钢丝绳张力和坑外土体重力分布情况。
（4）进行数值模拟分析。对三种支护结构下的工程进行模拟分析，分析受力和变形情况。
（5）对比分析。通过对三种支护结构的分析结果进行比较，选出最适合的支护结构。
3.研究结果和讨论
通过对比分析，得出结论双排桩支护结构是支护效果最好的结构，其次是混凝土梁支撑，最后是横向支撑支护。双排桩的作用是支撑桩与桩之间的土体，它们共同承担土压力并导向桩的水平应力，形成了比较稳定的结构。双排桩内桩与外桩之间成一定角度，有利于防止冲刷和内倾。鉴于深基坑结构较为脆弱，对坑壁的震动比较敏感，因此采用双排桩结构可以避免过度的震荡，而混凝土梁支撑虽比较稳定，但对坑壁的震动反应较大，故其不如双排桩结构稳定。相比之下，横向支撑的支护效果最差，因为深基坑同时受到横向和纵向两个方向的土压力，需要增加横向支护轴力和刚度，才能满足施工的要求，增加了施工风险。
在实测结果与计算模拟结果的对比分析中，发现实测数据与计算结果基本吻合，说明所建立的有限元模型和计算方法具有较高的可信度和准确度。
4.结论
通过对某深基坑项目进行有限元模拟分析，研究了三种支护结构下的力学性能和变形特征。通过对比分析，得出结论：双排桩支护结构是深基坑支护的最佳选择。混凝土梁支撑结构次之，而横向支撑支护结构对深基坑支护的效果较差。
本文的研究结果对深基坑支护结构的设计、施工、监测均具有重要意义，为深基坑工程提供了一定的参考价值。