預應力混凝土板樁-冠梁協(xié)同支護作用機理

黃建華，李龍真

(1.福建工程學院 土木工程學院，福建 福州 350118；2.地下工程福建省高校重點實驗室，福建 福州 350118)

板樁應用范圍較廣，隨著板樁碼頭、板樁圍堰、板樁護岸等支護類型的增多，板樁支護機理存在深入研究的必要性，以板樁碼頭為例，蔡正銀[1]等以深水板樁碼頭及其各類板樁結(jié)構(gòu)形式為研究對象，基于土壓力計算以及樁土內(nèi)力、變形問題開展數(shù)值模擬及土工離心模型試驗，為板樁碼頭新結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。對于預應力混凝土板樁這種新型支護結(jié)構(gòu)，曾有一些學者針對其工作機理及工程應用展開研究，邵琪[2]等研究了連續(xù)降雨條件下預應力混凝土平板樁防滲墻的航道岸坡支護性能，研究表明，板樁位置和入土深度的合理布置可以有效延長滲徑。劉漢中[3]等首次將預應力混凝土U型板樁應用于灘涂促淤壩體結(jié)構(gòu)，探討了板樁在波浪荷載下的動力響應問題，研究表明，新型板樁結(jié)構(gòu)具有良好的整體穩(wěn)定性和力學性能。戴俊[4]通過大沙河治理工程實例，分別對U形混凝土板樁護岸、灌注樁護岸、懸臂式擋墻護岸和生態(tài)磚護岸進行了分析對比，優(yōu)選出技術(shù)可靠、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟合理的U形板樁護岸結(jié)構(gòu)。綜上所述，目前國內(nèi)外學者對預應力混凝土板樁在各類支護環(huán)境下的工程應用進行了一定研究，而對板樁在支撐、錨固條件下的協(xié)同作用機理研究較少。本文基于有錨板樁分析方法，針對湖岸支護環(huán)境下的預應力混凝土板樁-冠梁協(xié)同支護體系，應用有限元分析手段研究支護結(jié)構(gòu)的樁土協(xié)同作用機制，進一步基于樁頂錨固形式、板樁嵌固深度探究支護機理。

1 板樁支護協(xié)同作用力學機理

作用在板樁上的荷載一般包括自重力、側(cè)向土壓力、波浪力(圍堰工程)、樁頂承受冠梁的豎向壓力、錨桿拉力等，復雜的受力環(huán)境使得板樁承受雙向受彎和受剪作用。板樁屬于柔性支護結(jié)構(gòu)，一般情況下板樁在樁頂錨固、水平支撐及土壓力的協(xié)同作用下，支護結(jié)構(gòu)的變形會引起土體應力擴散和內(nèi)力重分布，跨中較大的主動土壓力減小，樁頂及樁底的土壓力增大，樁身中部出現(xiàn)土壓力回縮區(qū)間，主動土壓力呈“R”形分布。有研究表明，板樁的剛度、錨定點位置及基坑施工順序等都會對主動土壓力“R”形分布產(chǎn)生影響[5]。在這種協(xié)同支護作用下，板樁主要有3種變形形式：

(1)拱出式變形：當板樁入土深度較淺且樁頂錨固作用較弱時，板樁整體向坑內(nèi)移動，在樁頂錨固以及樁底土體嵌固作用下，樁身中部沒有受到約束故向坑內(nèi)拱出，此類變形一般出現(xiàn)在有錨板樁中；

(2)嵌固式變形：在拱出式變形的基礎(chǔ)上，當板樁入土深度繼續(xù)增大，樁身在坑底附近出現(xiàn)反彎點，樁底出現(xiàn)無變形區(qū)間，板樁中部拱出現(xiàn)象更加明顯，此時板樁處于嵌固狀態(tài)，支護性能較好；

(3)踢腳式變形：當土體較為軟弱，樁頂錨固作用較大且入土深度較淺時[6]，板樁上部在錨固作用下位移較小，而入土段位移顯著增大，樁底向坑內(nèi)翹起。

2 板樁-冠梁協(xié)同作用分析模型

2.1 工程概況

擬建海峽青年交流營地人工湖湖岸板樁基坑支護工程，建筑場地位于福州市馬尾區(qū)瑯歧鎮(zhèn)瑯岐島西側(cè)，閩江大橋北側(cè)，西靠閩江，地勢平坦開闊，人工湖岸有海峽青年廣場和海峽青年會展中心等建筑。工程采用預應力混凝土板樁作為湖岸支護結(jié)構(gòu)，以混凝土冠梁連接板樁及上部露天看臺，形成“板樁-冠梁”一體式支護體系。

工程地質(zhì)剖面圖如圖1所示，人工湖基坑安全等級為二級，邊坡支護的設(shè)計使用年限為50 a，板樁支護體系在基坑開挖期間作為支護結(jié)構(gòu)共同受力，施工完成后作為永久性支護結(jié)構(gòu)。樁頂以上土層采用放坡開挖與噴錨結(jié)合的方式進行邊坡加固，湖內(nèi)穩(wěn)定水位約在冠梁以下0.1 m處，人工湖基坑深度約4 m，設(shè)計樁長約13 m，板樁總體處于淤泥層及泥質(zhì)中砂層。

圖1 工程地質(zhì)剖面圖(單位：m)

2.2 單元劃分與屬性定義

采用Midas GTS NX通用巖土有限元軟件進行模擬分析，模擬范圍為人工湖部分邊坡及基坑區(qū)域，如圖2(a)，整體模型沿邊界至板樁方向采用線性梯度控制單元尺寸，以漸進加密的方式保證板樁墻以及板樁周圍土體具有較高的網(wǎng)格密度，提高分析精確度，經(jīng)過多次有限元試算，全局單元尺寸為0.8～1.2 m時，有限元計算結(jié)果與實測比較符合，同時計算效率較高?？紤]擴大模擬范圍驗證邊界效應的影響，確定整體模型尺寸為50 m×20 m×30 m，板樁墻高13 m，墻厚約0.6 m，冠梁截面寬度1 m，高度0.6 m。

圖2 有限元模型示意圖(單位：m)

土體及支護結(jié)構(gòu)主要物理力學指標見表1，模型中土體及混凝土板樁采用三維實體單元，噴射混凝土采用板單元，錨桿及預應力鋼絞線采用植入式桁架單元。土體采用摩爾庫倫本構(gòu)，預應力板樁、混凝土冠梁、噴射混凝土、預應力錨桿采用彈性本構(gòu)模擬。由于實體單元無法讀取內(nèi)力值，故在板樁表面設(shè)置測量板單元。

表1 土體及支護結(jié)構(gòu)主要物理力學指標

2.3 荷載及邊界條件設(shè)置

板樁置于層狀土中，樁頂承受冠梁及上部結(jié)構(gòu)豎向荷載15 kPa，樁身預應力鋼絞線的有效預壓應力為9.33 MPa，臨水一側(cè)以水位邊界自動施加水壓力，如圖2(b)。整體模型以豎直向上為Z方向，在-Z方向施加重力，模型上表面為自由面，約束底部及4個側(cè)面的法向位移。

2.4 樁土接觸界面單元設(shè)置

冠梁與湖岸設(shè)置剛性連接約束，使冠梁自由度從屬于湖岸。在樁前基坑開挖側(cè)和樁后土體兩側(cè)生成三維界面單元，自動分離連接的節(jié)點，由于初始場地未激活界面單元，為防止分析錯誤，在分離節(jié)點中建立剛性連接單元，在初始場地中排除板樁的影響。

2.5 施工階段設(shè)置

數(shù)值模擬的求解類型選取“施工階段”，即各施工工況考慮上一個工況的作用影響，為得到邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)，各施工階段進行邊坡穩(wěn)定SRM(強度折減法)分析，共分為4個施工階段：

(1)初始應力場：無支護結(jié)構(gòu)，勾選位移清零，激活剛性連接單元；

(2)板樁施工階段：激活界面單元、有效預壓應力及上部荷載，鈍化剛性連接單元；

(3)人工湖基坑開挖階段：采用噴射混凝土進行基床加固；

(4)注水使用階段：人工湖底部以及板樁未入土段的迎水面施加水壓力。

3 板樁-冠梁協(xié)同支護作用機理

板樁施工及基坑豎向卸荷會引起土體擾動，根據(jù)地層補償原理，樁后土體隨基坑開挖向坑內(nèi)移動，另一方面，隨施工過程板樁前后的土壓力呈現(xiàn)動態(tài)變化[7]，支護結(jié)構(gòu)的水平位移隨樁后土壓力的增大而增大，故板樁與土體之間的變形和內(nèi)力是緊密聯(lián)系的，得到樁土協(xié)同變化規(guī)律是研究板樁支護機理的關(guān)鍵。

3.1 地表沉降及坑底隆起變化規(guī)律

如圖3所示，工程基坑隆起可分為彈性隆起和塑性隆起兩個階段。

圖3 基坑隆起分布規(guī)律

(1)彈性隆起：板樁施工引起坑內(nèi)外土體擾動，由于側(cè)向支護結(jié)構(gòu)的限制，坑外土體向坑內(nèi)移動較緩慢，坑底的彈性回彈是造成隆起的主要原因。由于中部承壓水主要存在于泥質(zhì)中砂層，板樁整體處于泥質(zhì)中砂層和淤泥層中，此時開挖深度不大，坑底土體為不透水的粉質(zhì)黏土，由于受到下方承壓水向上的壓力而產(chǎn)生隆起，坑底隆起量呈現(xiàn)兩端小中間大的彈性隆起變化規(guī)律，靠近基底中心線的最大隆起量為7.4 mm，基坑兩側(cè)隆起量約為2 mm；

(2)塑性隆起：隨基坑開挖的進行坑內(nèi)外高差不斷增加，支護結(jié)構(gòu)的較大變形使坑內(nèi)外土體壓力差迅速增大，樁后土體在不平衡力的作用下向基坑內(nèi)部移動，隨著開挖深度增加，土體的松馳與蠕變加大了坑底隆起，坑底土層從透水性差的粉質(zhì)黏土過渡到淤泥軟弱土層中，土體伴隨有效應力的增加發(fā)生膨脹，孔隙水進一步促進坑底土體軟化，彈性隆起狀態(tài)被破壞，轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的塑性隆起，整體隆起量穩(wěn)定在10 mm左右。在人工湖注水使用階段，豎向水壓力作為有利荷載，一方面限制板樁的橫向位移，另一方面平衡坑底向上的土壓力，對坑底隆起起到一定程度的限制作用。

3個施工階段湖岸地表沉降如圖4所示，隨著基坑開挖的進行，地表由近至遠位置處的沉降量先急劇增大，到達3倍基坑深度距離后逐漸減緩并趨于不變，具體呈現(xiàn)以下變化規(guī)律：

圖4 坑后地表沉降變化規(guī)律

(1)板樁施工階段：樁后相鄰土體地表沉降量較小，約為1.3 mm；最大沉降量為20.5 mm，約為基坑開挖深度的0.51%，出現(xiàn)在樁后12 m區(qū)域附近，此區(qū)域處于湖岸斜坡范圍，受到地表超載作用，由于沉樁過程，造成土體原始應力狀態(tài)受到破壞，且此處是雜填土和粉質(zhì)黏土層向淤泥過渡的土層，故土體的擾動效應更加明顯，沉降量迅速增加。地表沉降值在12 m以外的區(qū)域逐漸減少，并在相距35 m之后趨于穩(wěn)定，地表沉降曲線整體呈現(xiàn)“V”形；

(3)人工湖注水使用階段：由曲線可見，地表沉降基本保持不變，表明預應力混凝土板樁對水下支護環(huán)境較為適應，湖水一方面為板樁臨水側(cè)提供水壓力，平衡樁后主動土壓力，另一方面作為豎向荷載作用在基坑表面，減弱基坑的進一步隆起。

3.2 支護結(jié)構(gòu)橫向變形變化規(guī)律

各施工階段下板樁最大橫向位移及實測曲線如圖5所示，冠梁頂部施加的剛性連接與實際的約束狀態(tài)有偏差，各施工階段模擬值均略小于實測值，但兩條曲線的數(shù)值及變化趨勢相近，可以認為數(shù)值模擬較為準確。

圖5 板樁橫向位移變化規(guī)律

階段1(板樁施工)：此時基坑還未開挖，由于樁頂冠梁及樁底土體嵌固作用，最大位移區(qū)間出現(xiàn)在板樁中部埋深4～8 m處，模擬及實測的最大水平位移分別為4.9、5.5 mm，在深度范圍內(nèi)，板樁橫向位移曲線呈現(xiàn)增大區(qū)間與減小區(qū)間平分的形式，且呈現(xiàn)樁頂、樁底位移較小，樁身中部位移較大的“鼓出”狀；

階段2(基坑開挖)：板樁受到樁后土壓力作用呈現(xiàn)懸臂式受力形態(tài)，樁頂水平位移增大到6.2 mm，最大位移區(qū)間豎向上移至2～5 m處，樁底最小位移4.1 mm，板樁水平位移在基坑底部位置達到最大值9.5 mm，較板樁施工階段增加近一倍。此階段板樁中部“鼓出”狀更加明顯，且位移減小部分樁長是增加部分的兩倍，表明板樁在基坑開挖中雖然產(chǎn)生一定位移，但樁底三分之二范圍內(nèi)能夠進入位移遞減區(qū)間，并逐漸趨于嵌固，樁底范圍內(nèi)位移變化較??；

階段3(人工湖注水使用)：整體位移曲線與基坑開挖階段的變化趨勢相近，靜水壓力作用相當于被動土壓力施加在板樁臨水面，使得樁身最大位移均減小，最大位移區(qū)間稍上移，表明板樁在水下支護環(huán)境中可以維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.3 土壓力及支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化規(guī)律

預應力混凝土板樁雖沒有受到樁頂錨固作用，但冠梁將板樁與上部觀景平臺結(jié)構(gòu)連接，整體結(jié)構(gòu)在樁頂具有一定的錨固能力，起到限制水平位移的作用，樁側(cè)主動土壓力沿豎向呈現(xiàn)先增大后減小再二次增大的趨勢，整體呈“R”形分布，與有錨板樁相似。

如圖6所示，隨著基坑開挖，板樁彎矩由123 kN·m增大到129 kN·m，且最大彎矩區(qū)間由樁底上升至坑底位置，由于樁底尚有一定位移，樁身彎矩都不為零，故板樁還未處于完全嵌固狀態(tài)。板樁最大剪力由181 kN增大到202 kN，且剪力呈現(xiàn)樁頂和樁底較大、中部較小的趨勢，這是由于人工湖基坑開挖深度相對較淺，土體對樁身中部的剪切作用不明顯。從3個施工階段來看，支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力由板樁施工階段到基坑開挖階段增大明顯，而過渡到注水使用階段變化微弱，表明人工湖基坑開挖、土體卸荷對地層擾動作用較大，而湖水的作用對于基坑相當于土的回填，對于板樁相當于提供橫向支撐，有利于整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

中國電信、中國聯(lián)通、中國移動等運營商的國際出口，基本設(shè)置在北京、上海、廣州，其他城市均沒有設(shè)置國際出口，采集如下圖：

圖6 板樁內(nèi)力分布規(guī)律

3.4 樁頂冠梁錨固作用機理

板樁碼頭中的錨碇系統(tǒng)、土釘墻中的土層錨固技術(shù)以及預應力混凝土板樁-冠梁結(jié)構(gòu)，都可以起到約束樁頂變形的作用。由于本工程湖岸建筑群的存在難以實施錨錠結(jié)構(gòu)，而土層錨桿技術(shù)[8]以預應力錨桿對樁頂提供錨拉作用，在施工過程中錨桿的角度和位置可以根據(jù)實際情況進行靈活調(diào)整，故選取土層錨固式板樁與板樁-冠梁支護結(jié)構(gòu)進行對比分析。

以原始模型為基準，除錨固形式外不改變?nèi)魏螀?shù)，設(shè)置以下3個對照模型：

(1)不設(shè)置任何錨固形式，模擬懸臂式板樁；

(2)板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)；

(3)土層錨固式板樁支護結(jié)構(gòu)。

根據(jù)《巖土錨桿(索)技術(shù)規(guī)程》(CECS 22-2005)[9]，錨桿水平方向間距為2 m，豎向間距為1.5 m，共設(shè)置兩層錨桿，錨桿與水平方向的傾斜角度25°，錨桿自由段長5 m，錨固段長6 m，錨桿總長11 m，使用兩根直徑為15.2 mm的預應力鋼絞線，施加預拉應力300 kN，采用錨建模助手以1D植入式桁架將錨桿自由段連接在樁頂位置，錨固段位于樁后粉質(zhì)黏土層中。

板樁應力云圖如圖7所示，板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)與土層錨固式板樁在樁頂位置都出現(xiàn)拉應力集中現(xiàn)象，其中冠梁與樁頂交接處的全長范圍內(nèi)拉應力較大，最大拉應力1.13 MPa，受到土壓力影響，壓應力逐漸占據(jù)板樁平面，在坑底位置最大壓應力約0.72 MPa。土層錨固式板樁在樁身四分之一范圍內(nèi)以拉應力為主，最大拉應力分布在錨桿自由段錨頭與樁頂?shù)慕佑|點周圍，最大拉應力2.0 MPa，壓應力分布與板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)相似，在坑底位置最大壓應力約0.54 MPa。預應力錨桿軸力分布呈現(xiàn)板樁兩端向中央遞增、自由端向錨固段遞減、第一層錨桿軸力大于第二層的變化趨勢，錨桿最大軸力223.1 kN，出現(xiàn)在第一層中部錨桿的自由端錨頭，最小軸力49.2 kN，出現(xiàn)在第二層兩側(cè)錨桿的錨固段尾部。

圖7 板樁應力云圖

3種板樁模型的橫向變形如圖8所示(Tx為板樁橫向位移)，無錨板樁呈現(xiàn)懸臂式受力變形，橫向位移沿豎向遞減，樁頂最大位移17.7 mm，樁底發(fā)生較小位移2.8 mm；土層錨固式板樁受到錨桿拉力和樁底嵌固的共同作用，樁頂水平向左位移2.3 mm，結(jié)構(gòu)最大位移區(qū)間位于板樁中部位置，最大位移約為13.2 mm，較無錨板樁減小了26.3%；板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)的變形介于前兩種模型之間，由于冠梁可以提供一定的嵌固作用且增強板樁墻的整體性，同時沒有錨桿的錨拉作用，故樁頂不會向后翹起，也不會發(fā)生懸臂式板樁的較大變形，最大位移區(qū)間與土層錨固式板樁相近，最大位移量為9.3 mm，較無錨板樁減小了47.5%，較土層錨固式板樁減小了29.5%。

圖8 板樁橫向變形云圖

由以上分析可知，錨桿和冠梁對板樁的橫向位移都起到了一定的約束作用，板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)的整體位移小于土層錨固式板樁和無錨板樁，在約束基坑變形上起到更好的作用。

3.5 樁底嵌固作用變化規(guī)律

上述3種模型在樁底都出現(xiàn)了較小的水平位移，即板樁還未達到穩(wěn)定狀態(tài)。實際上通過改變板樁的錨固形式實現(xiàn)樁底嵌固較為困難，支護結(jié)構(gòu)嵌固作用的主要影響因素是基坑開挖深度以及板樁嵌固深度，實際工程中基坑的開挖深度是一定的，嵌固深度對于支護結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性和工程造價影響較大。

為研究板樁嵌固作用的發(fā)展過程，進行以下對照分析：基坑開挖深度h=4 m已確定，設(shè)置樁長l為變量，在原始場地及其他因素不變的情況下，研究板樁嵌固深度對支護效果的影響，選取嵌固深度ld為7、9(原始深度)、11、13、15、17、19 m共7組對照模型，其嵌固深度比a(ld/l)分別為0.64、0.69、0.73、0.76、0.79、0.81、0.83，通過對比各組方案的橫向位移曲線(圖9)得出：

(1)a為0.64、0.69、0.73和0.76的4條曲線的水平位移變化趨勢基本相同，最大位移值從10減小至7.5 mm。板樁最大、最小位移點連線如圖9中箭頭所示，隨嵌固深度增大，最大位移點逐漸上移，最小位移點逐漸下移，深度6 m時橫向位移明顯減小，嵌固深度比為0.76時，樁底有少量位移1.6 mm；

圖9 板樁橫向位移變化規(guī)律

(2)a為0.79、0.81、0.83三段曲線近乎重合，當a達到0.79(l=19 m)時，板樁在18.5 m深度處已經(jīng)沒有位移，表明進入嵌固狀態(tài)，其嵌固樁長0.5 m；當樁長繼續(xù)增加至21、23 m，樁整體水平位移幾乎不變，這兩種情況下，板樁在19、17.6 m處提前進入嵌固狀態(tài)，其嵌固樁長增加至2、5.4 m。以上分析表明，板樁的嵌固深度從0.79時開始增加，并且增長幅度較大，板樁的嵌固區(qū)間占比逐漸增加，預計若繼續(xù)增加樁長，樁體水平位移應無明顯變化，嵌固深度會進一步增加，由于a=0.79時板樁已經(jīng)處于嵌固狀態(tài)，故繼續(xù)增加樁長對工程安全及經(jīng)濟效益已無意義。

結(jié)合a為0.64、0.79、0.83工況下的板樁彎矩圖(圖10)，可得到板樁嵌固過程的3個階段。

圖10 板樁彎矩變化規(guī)律

(1)a=0.64 基坑開挖前，支護結(jié)構(gòu)在基坑內(nèi)外兩側(cè)均受靜止土壓力作用，伴隨坑內(nèi)土體卸載，支護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)側(cè)發(fā)生變形，當基坑深度較淺且入土深度較小時，板樁受力以墻后主動土壓力為主，墻前被動土壓力沿豎向增大，在樁底平面達到最大值，此時板樁只有一個方向的彎矩，未出現(xiàn)反彎點，即未完全嵌固，樁底既有轉(zhuǎn)角也有位移，樁身中部范圍內(nèi)彎矩明顯減小，表明伴隨后續(xù)被動土壓力的增加，此區(qū)間出現(xiàn)反向彎矩的趨勢；

(2)a=0.79 當板樁入土深度逐漸增加，樁前被動土壓力將呈現(xiàn)先增后減的拋物線形態(tài)，樁底平面的被動土壓力逐漸趨于零并向墻后發(fā)展，當墻前土壓力進入被動土壓力極限狀態(tài)，板樁入土部分出現(xiàn)反向彎矩，樁身某一位置出現(xiàn)第一個反彎點，此時板樁嵌固于地基中；

(3)a=0.83 當樁長繼續(xù)增加，第二個反彎點相繼出現(xiàn)，板樁底部有向后翹的趨勢，墻后被動土壓力逐漸增大，樁底的固端彎矩將逐漸大于跨中彎矩，樁身穩(wěn)定性出現(xiàn)富余。此后板樁嵌固深度繼續(xù)加大，土壓力維持在被動土壓力極限狀態(tài)而不再變化，這對減小跨中彎矩、增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性已沒有意義。

由于原始入土深度比為0.69，考慮安全性和經(jīng)濟性指標，得到本工程板樁最佳入土深度比的區(qū)間為0.69～0.79，當a=0.69時，板樁雖沒有處于嵌固狀態(tài)，但支護結(jié)構(gòu)各項內(nèi)力、變形指標都滿足要求，若進一步考慮永久性支護結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性能，可以適當增加入土深度使板樁進入嵌固狀態(tài)。另一方面，經(jīng)SRM法分析得到，人工湖邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)Fs隨板樁嵌固深度的增大而增大，當達到一定的嵌固深度時，F(xiàn)s也趨于不變[10]，故將a控制在0.79以內(nèi)最為經(jīng)濟。

4 結(jié)論

1)基坑隆起由彈性隆起轉(zhuǎn)化為塑性隆起，樁后地表由近至遠的沉降量先急劇增大，到達3倍基坑深度距離后逐漸減緩并趨于不變，地表沉降曲線整體呈現(xiàn)“V”型，符合剪切滑移面的土體滑動規(guī)律；

2)支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力由板樁施工階段到基坑開挖階段增大明顯，過渡到注水使用階段變化微弱，表明基坑開挖、土體卸荷對地層擾動作用較大，而板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)可以在水下環(huán)境保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并充分發(fā)揮邊坡支擋作用；

3)板樁-冠梁協(xié)同支護結(jié)構(gòu)的變形介于無錨及有錨板樁之間，橫向位移呈現(xiàn)中部“鼓出”狀，且隨基坑開挖更加明顯，主動土壓力呈現(xiàn)“R”形分布，與有錨板樁相似；

4)冠梁和嵌固深度是板樁協(xié)同作用機制的重要影響因素，冠梁對樁頂起到錨固作用，板樁最佳嵌固深度比為0.69～0.79，當a=0.79時，樁底出現(xiàn)無變形區(qū)間，此時工程經(jīng)濟性及安全性最佳。