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逆作法施工过程中,基坑工程中由于土体的挖出与自重应力释放,致使基底土向上回弹;另外,基坑开挖后,围护结构向基坑方向变位,当基底以下部分的围护结构向基坑方向变位时,挤推围护结构前的土体,造成基底的隆起。基底隆起量的大小是判断建筑物沉降的重要因素之一,其大小除和基坑本身特点有关外,还和基坑内是否有桩、基底是否加固、基底土体的残余应力等密切相关。因此,基坑隆起量的大小,还成为判断基坑稳定和变形的重要依据。在基坑开挖之前如何准确地预测基坑隆起量,是逆作法设计基坑必需解决的工程问题。
逆作法施工时基坑隆起常引起结构不均匀回弹,回弹在支撑柱中引起附加轴力,此时若支撑柱失稳则导致水平楼盖坍塌;对有支撑柱的内支撑基坑,支撑系统因回弹引起附加弯矩,梁板在过大的附加弯矩作用下易开裂。
为此,本文以天津开发区-采用逆作法施工的深基坑工程为例,采用有限元软件模拟开挖过程,所需参数经补勘用薄壁取土器取原状土样进行室内试验确定,分析结果配合实测数据,研究基坑隆起对结构的影响。分析结果表明楼板与围护结构刚接时,基坑隆起在楼板边缘引起较大的附加弯矩,节点处要加强,但是刚接可减少边柱的附加轴力。
在软土地区地下水位往往较高,一般采取坑内降水。在开挖基坑土方过程中坑外的地下水在支挡结构阻挡下,一般不会进入坑内。这样就会使得基坑开挖过程中,坑内外水头差增加,地下水渗流对基坑工程的稳定和变形产生显著影响,同时渗流也是很多基坑工程事故发生的主要原因。
本文对基坑降水产生渗流时基坑的变形和受力进行了研究,以天津市区-典型的深基坑工程(水文地质表明此基坑土体中含潜水和微承压水)为例,分析结果表明设置减压井后,坑底土的安全系数提高,坑底最大隆起量减小,但是围护结构体底部位移和坑外土体最大沉降值均增大。