悬臂支护基坑开挖对临近双桩基础的影响研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rainbow_qu2009
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以往对于基坑工程的研究主要集中在基坑稳定性、支护结构的内力与变形、基坑降排水等方面。随着城市建设的快速发展,在工程实践中经常出现深基坑周边存在已建建(构)筑物桩基础的情况,而当这些桩基础处在开挖影响范围内时,基坑开挖卸荷将导致临近桩基产生不同程度的附加效应,这种桩基的受力变形特征与坑内工程桩不同,其受力变形机理极为复杂。为此,论文依托云南省应用基础研究计划项目(2017FB088),对基坑开挖造成临近桩基的影响开展了深入而系统的研究。主要研究内容及结论如下:(1)开展悬臂支护基坑开挖对临近双桩基础影响的缩尺模型试验,探讨桩基附加弯矩、桩身水平位移、承台转角、承台沉降及支护结构水平位移随基坑开挖的变化规律。试验结果得出:桩长0.8m时的前后桩最大弯矩是桩长0.5m时的1.06和1.43倍;桩顶水平位移是0.24倍;承台转角是1.4倍;承台沉降是0.65倍;支护结构顶部水平位移是0.79倍。(2)通过有限元数值模拟对比室内模型试验,得出模拟结果与试验数据基本吻合,验证了数值模拟的合理性,并在此基础上开展了不同土体粘聚力、支护刚度、长深比(桩长与基坑开挖深度比值)、坑桩距离(基坑边缘至桩中心)四种影响因素的数值模拟研究。针对本次试验模型模拟结果得出:(1)粘聚力在8kPa内增加时,桩基的桩身弯矩、水平位移、承台沉降及承台转角均逐渐减小,粘聚力超过8kPa后减小趋势均明显趋缓。(2)随着支护刚度的增大,桩身弯矩、桩身水平位移、承台沉降及转角均出现减小趋势,其中,支护刚度超过51.2N·m2后,桩身弯矩及水平位移变化趋势不明显;承台沉降及转角均在支护刚度超过100 N·m2后,减势不再明显。(3)随长深比的增加,桩身弯矩呈现增大的趋势,长深比超过1.8时,增势不再明显;桩身水平位移出现递减趋势;承台沉降减势最为显著,长深比为0.75时的承台沉降量是长深比为2.15时的5.96倍;承台转角出现明显增大趋势。(4)随着坑桩距离的增大,桩身弯矩、最大水平位移、承台沉降及转角均呈现减小的趋势,桩身弯矩和水平位移在2.5倍开挖深度内时影响较大;承台沉降及转角在2.0倍开挖深度内时影响较大。(3)通过主动区加固土体设置隔离墙的措施,研究桩基附加内力及附加变形在设置隔离墙后的响应程度,并与未设置隔离墙时的结果进行对比,控制不同隔离墙加固深度、刚度及平面位置来分析隔离墙设置的效果。结果表明:(1)在主动区设置隔离墙后,桩基附加应力及附加变形较未设置隔离墙时均小得多。综合考虑。加固深度在1.25~1.5倍基坑开挖深度的加固效果最理想。(2)通过两组不同桩长的模拟结果分析得出:隔离墙加固刚度的增大对桩身附加弯矩影响不大,对于减小桩身水平位移、承台附加沉降及承台转角是有利的。(3)桩基附加效应很大程度上受到加固体平面位置的影响。随着S1(隔离墙与桩距离)的减小,桩身弯矩最大弯矩、桩顶水平位移、承台最大沉降及承台最大转角基本呈减小趋势。实际工程中,在条件允许的前提下,加固体尽量靠近桩基础。
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