基桩对基坑变形的影响研究.pptVIP

基桩对基坑变形的影响研究 周 辉 江苏科技大学土木工程与建筑学院 工程概况 某深基坑工程毗邻铁路轨道，基坑开挖对周围环境影响控制要求高，地面沉降控制在2mm以内。基坑开挖深度为7.25m，平面尺寸为24 m×15m；计算深度以内以粉质粘土及砂岩为主，土层的参数在此不作赘述。根据场地的地质情况和基坑开挖深度，支护体系采用：600mm 钢筋混凝土地下连续墙，墙深11.75m;圈梁截面尺寸为600mm×800mm；设三道轻型工字型钢内支撑，支撑截面尺寸为400mm×146mm×14.5mm；开挖步骤及支撑位置见施工步骤过程。 施工步骤（有限元分析实施步骤） ①工况1：打入工程桩，对计算范围内土体进行初始应力分析； ②工况2：地连墙施工； ③工况3：第一层开挖支撑，开挖3.5m，并于地连墙顶部设置地圈梁及第一道支撑； ④工况4：第二次开挖支撑，开挖6.5m，并于-6.5m处设置第二道支撑； ⑤工况5：第三次开挖支撑，开挖4.5m，并于-10m处设置第三道支撑，浇注坑底混凝土垫层。 平面模型的简化 模拟分析结果1——考虑工程桩 模拟分析结果2——不考虑工程桩 小结 1. 工程桩的存在相当于加固了坑底土的模量，它对基坑坑底土体回弹起限制作用。通过模拟计算，在此基坑中，考虑工程桩存在的基坑坑底土回弹量比无工程桩存在时降低了50%。有工程桩的基坑坑底土体回弹曲线呈现波纹型，波谷位置为工程桩所在位置，而波峰处于各工程桩之间。这是由于工程桩的模量大，与土体之间存在接触，会“拉住”土体从而限制其向上移动。而没有工程桩存在的坑底土体回弹曲线成凸型，基坑中心回弹最大。 2. 相比坑底土体回弹，工程桩的存在对支护结构的水平位移以及坑外土体的限制作用并不那么明显，有工程桩存在时，基坑支护结构的水平位移及坑外土体沉降量会减少20%~30%左右。 基桩各因素变化对基坑变形的影响 1. 工程桩的桩长、桩径、刚度对基坑变形影响不大。 2. 工程桩桩间距增大时，基坑支护结构的水平位移会增加，坑外土体沉降会加大。总体来说，工程桩间距的变化对基坑支护结构的水平位移及坑外土体沉降影响并不明显，但桩距的变化对基坑坑底土体回弹影响最大。就本文研究的基坑来说，工程桩间距由3m减小到6m时，坑底土体回弹由原来的36mm增加到54.8mm左右，降幅达到50%。 3. 工程桩与支护结构的距离变小对坑外土体沉降、支护结构水平位移有一定的限制作用，对坑底土体回弹影响较小。同时，当工程桩距离支护结构较近时，能显著提高支护结构上的负弯矩。 4. 在工程实例中，可以通过增加坑底工程桩的密度（减少间距）来有效降低基坑坑底的土体隆起，同时，可以减少坑周第一排桩与支护结构的距离来达到减少基坑支护结构水平位移和坑外土体沉降的作用。而通过改变桩长、桩径和桩的刚度来达到降低基坑变形的经济效益并不高。 * *