【摘要】：基坑開挖引起的地層移動對臨近建筑物下樁基產(chǎn)生影響。運用巖土數(shù)值計算軟件FLAC3D進行了多支撐圍護基坑開挖對鄰近樁基影響的三維數(shù)值研究,采用修正劍橋硬化土模型模擬土體的非線性應力—應變關系,樁基采用線彈性模型,樁土之間建立接觸面。首先在標準問題中對不同樁頂約束條件的鄰近樁基進行了研究,然后就圍護墻體水平位移量、樁基與基坑開挖面的距離、樁基剛度、樁基長度和樁頂豎向荷載等因素對鄰近樁基的影響規(guī)律進行了研究,計算結果與先前學者的工程實測結果進行了對比,與工程實測數(shù)據(jù)在其基本分布方面具有較高的一致性,可為相關的設計施工提供參考。
【圖文】：

基坑采用地下連續(xù)墻或排樁支護時，深層水平位移監(jiān)測報警值為０．４％Ｈ～０．５％Ｈ），圖２為基坑不同開挖步時圍護墻體位移及彎矩，圍護墻體變形基本呈拋物線型，符合多支撐基坑圍護墻體變形規(guī)律。圖２圍護墻體位移和彎矩Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌｓ本文中關于位移、彎矩、剪力和樁側(cè)土壓力的方向規(guī)定如下：樁基位移為負值則表示樁基產(chǎn)生朝向坑內(nèi)的位移，反之則產(chǎn)生朝向坑外的位移；樁基截面剪力以剪力使樁基一微段產(chǎn)生順時針方向旋轉(zhuǎn)為正，反之為負；彎矩以樁基在遠離基坑的一側(cè)彎曲受拉為正，反之為負；樁側(cè)土壓力（凈土壓力，下同）以樁側(cè)土壓力指向基坑內(nèi)方向為正，反之為負。樁基位移為樁基軸心線的位移，樁側(cè)土壓力是通過累加單位樁長上接觸面節(jié)點上的法向力及切向拖曳力在土體位移方向上的分量得到。２．１標準問題分析在標準問題中樁頂?shù)募s束條件簡化為樁頂自由、樁頂鉸接和樁頂固定３種情況。當鄰近基坑的單樁在垂直于基坑邊線方向無約束時，樁頂可視為自由（例如高架橋走向和基坑邊線平行時）。樁頂鉸接情況（樁頂位移約束但是轉(zhuǎn)動自由）多出現(xiàn)在當建筑物采用單樁支撐上部柱子時，為提高基礎的整體穩(wěn)定性在樁頂采用系梁連接，系梁一般較為長細僅對各樁基發(fā)揮橫向支撐作用而轉(zhuǎn)角約束作用很小，因此可以將樁基頂部視為鉸接。而樁頂固定適用于帶有大型樁帽的樁基或者大型樁筏基礎結構中的樁基等。隨著基坑開挖深度增加，鄰近樁基位移、內(nèi)力和樁側(cè)土壓力均增大，圖３僅繪出基坑最后一個開挖步時鄰近樁基沿樁長的水平位移、彎矩、剪力和樁側(cè)土壓力分布。由圖３可以看出，不同樁頂約束的影響較大，不同樁頂約

０．３８％Ｈ和０．４１％Ｈ，所對應的鄰近樁基的位移、內(nèi)力及樁側(cè)土壓力分布見圖４，可以看出鄰近樁基的位移、彎矩、剪力和樁側(cè)土壓力均隨圍護墻變形量增加而增大，以樁基位移增大最為明顯。圖４圍護墻體水平位移量變化對樁基性狀的影響Ｆｉｇ．４Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌｌｏｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｉｌｅ２．３樁基與基坑開挖面距離的影響圖５為在最大挖深時樁基與基坑開挖面距離Ｘ為３、６、９、１２、１８、２１、２５ｍ時鄰近樁基的位移、內(nèi)力和樁側(cè)土壓力分布。當樁基與基坑開挖面距離Ｘ≤１２ｍ時，樁基水平位移、彎矩、剪力和樁側(cè)土壓力分布形狀很相似，但是隨距離增大很快降低，當距離Ｘ＞１２ｍ后，樁基的各反應均較小，這說明當樁基距離基坑開挖面超過１．０Ｈ后，基坑開挖對鄰近樁基影響已經(jīng)比較小了。２．４樁基剛度的影響對水平受荷樁及被動樁可采用Ｐｏｕｌｏｓ等［１７］提出的樁基柔度因數(shù)ＫＲ來評價樁土相對剛度：ＫＲ＝ＥＰＩＰＥＳＬ４（２）式中，ＥＰ為樁基彈性模量；ＩＰ為樁基橫截面慣性矩；Ｅｓ為土體壓縮模量；Ｌ為樁基長度。當ＫＲ＝１０－２時，為剛性樁，ＫＲ＝１０－３時，為中等剛度樁，當ＫＲ＝１０－４時，，為柔性樁。由于樁徑、樁長和土體模量的變化都對樁基柔圖５樁基與基坑開挖面距離變化對樁基性狀的影響Ｆｉｇ．５Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｅｘｃａｖａｔｉｏｎｆａｃｅｏｎｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｉｌｅ度因數(shù)產(chǎn)生影響，按標準模型中的參數(shù)（土體模量按樁長
【作者單位】： 天津城建大學土木工程學院;天津市軟土特性與工程環(huán)境重點實驗室;上海申元巖土工程有限公司;中國水利水電第十二工程局有限公司;
【基金】：國家自然科學基金項目(41172233) 天津市自然科學基金重點項目(13JCZDJC35500)資助
【分類號】：TU473.1;TU753

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本文編號：2534473