PC工法桩围堰施工受力及变形特性研究

为研究PC工法桩围堰结构在施工过程中的受力及变形特性,本文以某工程的深水基础施工为背景,采用有限元软件建立围堰空间整体模型,考虑土压力、静水压力、水流力以及波浪力等荷载组合对围堰的作用,按照不同的施工阶段,划分为六种工况进行加载计算,得出最不利工况,并对围堰的结构应力、位移变形等进行分析。结果表明:该围堰结构的强度和刚度均满足要求,结构安全可靠。在施工前期,围堰各个侧面中心位置处的位移变形随着深度的增加呈现出逐渐减小的趋势,而在施工后期,位移变形呈现出先增大后减小的变化趋势,且在整个过程中,迎水面的位移变形始终大于侧水面和背水面。随着围堰坑内开挖深度的增加,最大侧向位移对应的位置越来越深,但无论在任何施工阶段,钢板桩底端插入风化岩后其侧向位移变形几乎都很小。下层围檩及内支撑的应力大于上层,横撑中间位置处的应力大于两端处的应力,围堰开挖面的四角是最薄弱的受力点,应力集中现象明显。因此,在围堰设计过程中,需加强四角位置的连接,下层围檩及内支撑可选择截面惯性矩和屈服强度较大的型钢,也可根据实际情况,在底层围檩的中心位置处加设钢管,避免围堰发生失稳现象。