摘要
工程建设中，尤其在城市里，大型建筑目前越来越多，故所需场地面积较大，基坑也越挖越深，因此对基坑中支护结构的要求也越来越高，单一的支护形式很难满足工程的设计要求，而由两种或两种以上的支护结构组合而成的复合支护结构体系在目前来看则能够满足工程的多种要求。经统计与调查，由桩、锚、撑三种支护形式复合起来的支护结构已经在大量深基坑工程中进行实践，且得以成功应用。对于这种较为复杂的复合支护结构体系，由于其影响因素比较多，并且理论研究的层面也落后于工程实践的要求，目前没有一套比较完整或者较为成熟的设计理论，导致该复合支护结构体系变形的理论计算值与实测值会相差较大。据此，本文首先介绍了桩锚撑复合支护结构在实际工程中的应用，了解了关于该支护体系的变形情况；其次，在前人研究的基础上，从桩锚撑结构的整体变形出发，阐述其工作机理与变形特性，利用最小势能原理推导了桩锚撑复合结构中的桩顶最大水平位移公式；接着，分析了桩锚、桩撑及桩锚撑支护体系的受力情况，分别得到了各体系之间的变形协调关系；最后，依托实际工程，运用 PLAXIS 3D有限元软件，对桩锚撑复合结构的支护效果进行了分析研究。具体研究内容与结论如下： （1）介绍了桩锚撑复合支护结构在深基坑工程中的应用，通过现场监测得到了该支护体系的相应数据，并对其进行了整理与分析，重点探讨了该体系中支护结构的变形等问题，认为该工程的实际应用比较成功，不仅能为其它类似工程提供参考，还能为后续通过理论研究桩锚撑复合支护结构的变形特性提供基础和保障。 （2）通过对桩锚撑复合支护结构体系的变形特性分析，分别得到桩、锚、撑、冠梁等结构的能量方程，将上述所有能量方程进行叠加得到系统的总能量，接着利用最小势能原理，求出桩顶的最大水平位移，同时利用该结果能够得到桩锚撑支护体系的整体水平位移曲线，最终通过实例验证了理论公式的正确性。 （3）基于桩锚支护结构体系的受力分析，并考虑群锚效应的影响，得到了桩锚支护结构的变形协调公式，同时分析了桩锚变形协调下锚杆拉力设计值的计算；再根据桩锚变形协调公式求出了桩撑支护结构的变形协调公式，并总结和分析了部分类型的支撑支点刚度系数；将桩锚与桩撑变形协调条件进行叠加得到了桩锚撑支护结构的变形协调公式，最终通过本文工程实例验证了理论公式的正确性。 （4）结合本文所研究的实际工程，通过 PLAXIS 3D 数值模拟软件建立有限元模型，在相同的开挖情况下，系统地分析了桩锚支护结构、桩撑支护结构以及桩锚撑支护结构各自的工作特点，发现三种支护结构中桩撑支护体系对基坑变形的控制最为严格，桩锚支护体系的变形控制能力最差，桩锚撑支护体系介于两者之间。
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