基坑施工過程中對土體造成擾動,使土體應(yīng)力路徑、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和強(qiáng)度變形產(chǎn)生很大改變,為了分析基坑開挖土體擾動對鄰近既有建筑樁基的影響,本文通過對基坑開挖土體擾動區(qū)的分析,結(jié)合室內(nèi)振動試驗?zāi)M土體擾動,進(jìn)行固結(jié)不排水試驗、不固結(jié)不排水試驗和無側(cè)限抗壓試驗,研究了土體強(qiáng)度與擾動度之間的關(guān)系;分析了常規(guī)直剪試驗和扭剪剪切試驗在不同應(yīng)力和不同含水率條件下的樁土界面剪切特性的差異性;進(jìn)行了不同擾動程度土樣的樁-土界面扭剪試驗;為了分析土體強(qiáng)度損失和高堆載在基坑開挖過程中對鄰近既有建筑樁基的影響,本文以上海蓮花河畔景苑倒塌7號樓為例,通過對開挖擾動區(qū)域范圍內(nèi)不同擾動程度區(qū)域的土體強(qiáng)度折減,應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件建立三維基坑開挖模型研究基坑對鄰近既有建筑樁基軸力、彎矩和位移變形的影響,得出的結(jié)論如下:(1)通過現(xiàn)有擾動土體的研究,結(jié)合本文擾動土體的室內(nèi)試驗分析,確定了室內(nèi)小型振動臺試驗?zāi)M不同擾動區(qū)域土體擾動度研究的可行性,并初步確定基坑開挖土體擾動區(qū)(強(qiáng)擾動區(qū)、中擾動區(qū)和弱擾動區(qū))的強(qiáng)度折減系數(shù)分別為0.45~0.57,0.62~0.8和0.85~0.9之間。(2)在同一法向應(yīng)力和含水率下,扭剪剪切和直剪剪切兩種剪切方式的剪切應(yīng)力-剪切位移差別比較大,且隨著法向應(yīng)力的增加變化越顯著,扭轉(zhuǎn)剪切的樁-土界面剪切強(qiáng)度為直剪剪切強(qiáng)度的1.5~2.1倍。(3)土體擾動后土體原有結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞,樁土界面的剪切強(qiáng)度隨土體強(qiáng)度的損失的增加而降低;根據(jù)土體擾動后的強(qiáng)度損失與樁-土界面間強(qiáng)度損失關(guān)系,擬合經(jīng)驗公式。建立擾動土體強(qiáng)度損失與樁土界面剪切強(qiáng)度的損失關(guān)系,通過基坑開挖對土體強(qiáng)度造成的損失,評估樁土界面摩擦強(qiáng)度的損失,可為工程施工提供參考。(4)基坑開挖擾動區(qū)土體強(qiáng)度折減后,坑底土體隆起位移增加,樁體水平位移明顯增大,折減前后建筑物地面處向基坑側(cè)的位移分別為57.2mm和74.8mm,建筑物頂部向基坑側(cè)的位移分別為47.7mm和87.2mm。折減前樁頂位移隨距離坑邊的距離增加呈遞增的趨勢,而折減后樁頂位移隨距離坑邊的距離增加基本呈線性遞減。無折減樁身最大彎矩50.2kN·m,折減后樁身最大彎矩33.0kN·m,均未達(dá)到管樁抗裂彎矩52.0kN·m。而不折減樁軸力最大值2721.0 kN,折減后樁軸力最大值2267.9 kN,均超過樁身豎向承載力設(shè)計值2000kN。(5)堆載下的基坑開挖坑底隆起位移更加明顯,堆載前后樁體水平位移變化趨勢相反,堆載前后建筑物地面處向基坑側(cè)的位移分別為21.5mm和74.8mm,建筑物頂部向基坑側(cè)的位移分別為58.9mm和87.2mm;沒有堆載條件下的樁頂位移隨距離坑邊的距離增加呈遞增的趨勢,而堆載的樁頂位移隨距離坑邊的距離增加基本呈線性遞減,且有堆載下樁頂位移均明顯大于沒有堆載的樁頂位移。堆載作用使樁身彎矩明顯增大,無堆載時彎矩最大值為20.4kN·m,堆載下彎矩最大值達(dá)到33.0kN·m。無堆載樁身最大軸力1770.6 kN,由于高堆載的作用建筑樁軸力明顯增大,樁軸力最大值為2267.9 kN,超過了管樁承載力設(shè)計值2000 kN,導(dǎo)致管樁最終被壓斷。
【學(xué)位單位】：浙江科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

1.1 課題背景及意義隨著社會的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快, 土地需求與供應(yīng)之間的矛盾越來越明顯。城市建筑物密集程度越來越高,地下空間的開發(fā)利用日益受到重視。在基坑開挖、樁基施工和隧道施工等施工過程中不可避免的對周圍土體造成擾動和對鄰近既有建筑造成影響，對杭州、上海等軟黏土地區(qū)，由于天然淤泥質(zhì)黏土結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，靈敏度高，因此外界對土體產(chǎn)生的擾動非常明顯。尤其對于深基坑工程來說，由于其施工地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜和技術(shù)難度大，人們對由基坑開挖引起的坑周土體性質(zhì)的改變、土體結(jié)構(gòu)和土體介質(zhì)的變形、失穩(wěn)、破壞的發(fā)展過程研究不足，即使有所研究，卻缺乏較好地理論和方法進(jìn)行解決，導(dǎo)致地下工程施工過程中產(chǎn)生基坑邊坡失穩(wěn)和坍塌的事故屢見不鮮。例如：2005 年 7 月 21 日中午 12 時許，廣州市海珠城廣場發(fā)生基坑坍塌事故，導(dǎo)致鄰近 2 幢建筑物損毀，造成 3 人死亡，3 人受傷。

圖 1-2 杭州地鐵湘湖站北 2 基坑坍塌事故2006 年 1 月 4 日，黑龍江省哈爾濱市某勘察設(shè)計院經(jīng)濟(jì)適用住房工程發(fā)生一起基坑土方坍塌事故，造成 3 人死亡、3 人輕傷，直接經(jīng)濟(jì)損失 61.7 萬元。

2圖 1-3 哈爾濱某勘察設(shè)計院經(jīng)濟(jì)適用住房基坑土方坍塌事故 27 日清晨 5 時 30 分左右，上海閔行區(qū)蓮花南路、羅陽路區(qū)， 一棟在建的 13 層住宅樓全部倒塌，造成一名工人
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本文編號：2850152