坑内土体开挖对工程桩变位影响分析-南京工业大学学报.PDFVIP

第! 卷第# 期 南’ 京’ 工’ 业’ 大’ 学’ 学’ 报 29:; ! ,9; # !$$% 年 月 ()*+,-. )/ ,-,(0,1 *,023+4056 )/ 5378,).)16 =; !$$% 坑内土体开挖对工程桩变位影响分析 黄广龙，薛’ 艳，梅国雄 （南京工业大学 土木工程学院，江苏 南京!?$$$@ ） 摘’ 要：软土地区由于基坑内土体开挖不当引起的工程桩变位事故频频发生，造成很大的经济损失，给工程安全带 来隐患，因此迫切需要解决这个问题。从分析基坑土体开挖时工程桩上受到的荷载作用入手，研究了滑动土体及 施工荷载对工程桩变位的影响，运用弹性抗力法分析了荷载作用下工程桩桩身任一点内力和位移分布情况。对某 工程实例进行分析，计算开挖时作用于桩身的最大弯矩及其位置，与现场实测的桩身断裂位置基本一致，表明开挖 形成的临空面滑动土体及施工荷载引起的水平荷载是导致桩身偏位甚至断裂的根本原因。 关键词：基坑工程；土体开挖；工程桩变位；桩基础! 中图分类号：5*AB#’ ’ ’ 文献标识码：-’ ’ ’ 文章编号：?%B ? C B%A#（!$$% ）$# C $$$% C $ ’ ’ 桩基基础施工时一般是工程桩先施工，然后进 生挠曲变形。其受力过程为：土体开挖形成临空面 行基坑土方开挖，在软土地基中，这一施工过程常常 土体一侧产生主动土压力! ，桩体受水平向推力， = 由于土体开挖方法不当引起软粘土地基侧向流动， 往临空面一侧发生变形，随着变形的增大，土体内出 从而产生显著的地基沉降和水平位移，其水平位移 现潜在滑动面。同时另一侧的土体由于桩的位移引 可达开挖深度的?D E !D ，甚至更大，使工程桩产 起被动土压力 ! 发挥，对桩的变位起到抵抗作 F ［?］。 ［# ］。此时工程桩即成为挡土桩。 生水平偏位，甚至断桩，成为“偏斜缺陷桩” 用 偏斜缺陷桩表现的外部特征是桩头偏离轴线和 另外，挖土机和运土车辆的质量及施工动荷载 桩顶面倾斜，主要原因是由于桩周土的水平运动，土 直接作用在坡顶，进一步加剧了土体变形，当开挖达 对桩产生的水平压力导致桩身产生水平向挠曲和弯 到一定深度时，土体产生滑动，桩体受到更大的水平 矩，而使桩偏斜或弯曲断裂。以致其承受竖向荷载 推力［! ］。当其超出桩身强度极限时，桩体则出现裂 的性能与铅直桩相比有较大的差异，承载力会明显 隙直至断裂，如图? 所示。 降低，甚至完全丧失，从而造成各种工程事故［? C ! ］。 虽然近年来预应力薄壁管桩因其桩身质量好、工程 造价低在软土地区得到大量的应用，但其挤土效应 和抗侧向作用差的缺点也逐渐显现出来。由于土体 开挖不当造成管桩偏位甚至断裂的工程事故已屡见 不鲜，下面就针对土体开挖对工程桩变位所产生的 影响进行分析。 ?’ 基坑开挖时工程桩的受力分析 ?; ?’ 作用于工程桩上的力系 假定嵌固在坚硬土层或岩层内的下部桩体不可 图?’ 桩体受力示意图 转动，则处于软土层内的桩体受水平向剪应力将产 /GH; ?’ /9IJKL =JMKN 9O FG:K =PMKI :9=NGOH ! 收稿日期：!$$ C $@ C !@ 基金项目：国家自然科学基金（$!B$A! ）；霍英东青年教师基金（@?$B% ） 万方数据 作者简介：黄广龙（ ?@%B C ），男，安徽广德人，副教授，博士，