基坑开挖对邻近桩基础影响分析的DCFEM法
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浅议基坑开挖对相邻桩基础的影响摘要:当基坑开挖时,临近建筑物的桩基础受到基坑开挖引起土体位移的作用,导致桩身产生附加弯矩、应力和位移。
采用三维有限元法分析了进行桩基和基坑间距、桩基刚度、桩顶竖向荷载和桩基顶部约束条件等对桩基附加弯矩、位移的影响,得出了一些有意义的结论。
关键词:基坑开挖;基础;影响Abstract: when the excavation, adjacent building pile foundation subjected to excavation induced soil displacements role, leading to additional bending moment of pile, stress and displacement. Finite element analysis for pile and foundation pit spacing, pile rigidity, vertical load on pile top and pile top of constraint conditions on additional bending moment of pile foundation, the displacement effect, and some significant conclusions are drawn.Key words: excavation; foundation; effect of中图分类号;TV551.4文献标识码;A文章编号引言相邻建筑物可能会因基坑开挖引起土体位移的作用而产生不利影响:一方面,土体沉降会对桩产生负摩阻力,引起桩下沉;另一方面,土体的水平位移导致桩身产生附加弯矩、应力和位移,严重时将引起临近桩基过量变形甚至破坏,进而引起桩所支撑的建筑物或构筑物失稳或破坏。
因此,研究基坑开挖对临近桩基的影响具有重要的现实意义。
桩基开挖对邻近桩基础的影响分析随着城市建设不断发展,高层建筑和大型基础设施的建造越来越常见。
在这些建筑和设施的建设过程中,桩基是一种普遍采用的基础结构。
桩基的操作工作主要包括挖洞、铺垫、浇筑、钻孔等等。
其中,桩基的开挖是相当重要的,因为开挖的质量和深度将直接决定桩基的稳定性和承载能力。
但桩基的开挖并不仅影响到自身的稳定性,也会影响到邻近桩基础的稳定性,这是因为邻近桩基础之间存在互相影响的关系。
因此,在桩基的开挖过程中,如果考虑不周全,很可能会对邻近的桩基造成负面影响,进而导致桩基的承载能力下降,甚至威胁到建筑的安全。
因此,本文将就桩基开挖对邻近桩基础的影响进行分析,并提出一系列解决方案。
首先是桩基之间的相互影响原因分析。
邻近的桩基,在开挖过程中,会受到原土力学参数的变化,从而导致受力及变形特征发生改变。
而且,邻近桩基之间的间距较小,所以它们之间的相互作用更加显著,影响也更明显。
其次,影响分析既要考虑玄学因素,也要更加注重实践方案。
例如,如果邻近的两个桩基础之间间隔较小,当其中一个桩基础开挖时,沉降和水平位移都会产生变化,这可能会导致邻近的桩基承受难以承受的荷载,从而引发桩基的变形和失稳。
如果间隔较大,则相互影响就会降低。
为了应对这些挑战,我们可以采取一些有效的解决方案。
首先,地质勘探和测试需要充分进行,这可以帮助我们预测各自桩基的承载力,以及桩基之间的相互作用。
其次,设计合理的时间表和操作方案,这样能够避免邻近的桩基陷入相互干扰的状态,同时确保开挖的深度和范围,以降低邻近桩基基础的影响。
此外,还有一些更加具体的解决方案。
例如采用对称式开挖方法,即两个桩基的开挖时间和深度相同,这可以减少桩基之间的相互作用和冲击。
同时,采用加固柱的方法,在桩基和相邻桩基之间间隔设置加固柱,可以大大减少相互作用的影响。
还可以选择桩基内的缩钻或夹钻工作方法,尽量减少开挖引起的振动和地下水位变化造成的影响。
总之,桩基基础是建筑物和基础设施的关键结构,成败可能会影响整个结构的安全。
地铁车站深基坑开挖对邻近桩基的影响发布时间:2021-06-07T15:35:19.510Z 来源:《基层建设》2021年第4期作者:周鹏[导读] 摘要:在城市地区,地铁车站深基坑开挖对邻近桩基造成不利影响。
中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司上海摘要:在城市地区,地铁车站深基坑开挖对邻近桩基造成不利影响。
因此,对基坑开挖引起的桩侧变形和桩身弯矩进行定量分析是保证结构稳定的重要手段。
采用有限元法分析了单桩在基坑开挖引起的地基位移作用下的受力行为,该方法能够模拟土体开挖、基坑降水变形和支撑安装过程中的施工顺序。
根据有效应力原理,进行了全耦合分析。
利用文献中的离心试验数据对数值模型进行了验证。
通过参数化研究,研究了开挖深度、支护体系、和桩体位置对对邻近桩基的影响。
关键词:深基坑开挖;地基移动;墙体支护系统;桩的有限元分析方法1 引言由于城市化的快速发展,对城市地铁的需求越来越大,立体交叉的地铁线路,导致地铁车站基坑越开挖越深。
由这些深基坑引起的应力释放可能引起基坑周围土体过度的侧向位移。
这些土体位移与附近现有的桩基相互作用,产生了附加荷载。
这些附加荷载会对附近现有的桩基产生附加弯矩和侧向变形,应将其考虑在内,以确保地基及其支撑结构的完整性。
在进行参数化研究时,与实验建模相比,数值分析的成本效益十分好。
有限元法等工具可用于模拟施工顺序、墙体支撑体系、水的下降、土体非线性行为、孔隙压力效应和桩土相互作用等。
然而,三维有限元分析需要大量的计算工作和时间。
因此,在大多数有限元分析中,都是分两个阶段对开挖引起的地基响应和桩身响应进行耦合分析。
在这些分析的第一步,自由场的运动是计算使用有限元法或解析解独立的存在的桩。
第二步,将计算得到的自由场位移应用于桩旁土体,计算桩的响应,其中土—桩相互作用由一系列弹簧单元或p-y曲线表示。
本文考虑了基坑开挖对桩基响应的耦合作用,进行了三维有限元分析。
本文的主要目的是研究附近开挖引起的侧向地基变形所引起的桩体力学响应。
基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响与加固分析摘要:随着我国的经济飞速发展,人们的生活条件发生了翻天覆地的变化,生活水平和生活质量不断提升,相应的,我国的人口数量也不断增加。
因此,有限的地面空间已经无法满足人们的生产需求,人们开始向地下和天空寻求生存发展的空间,各种地下建筑和高层建筑被迅速建立起来。
地下工程的建设离不开基坑的开挖,当基坑开挖邻近地区存在桥梁桩基工程时,基坑的开挖会对邻近的桥梁桩基产生影响,因此在工程施工前,必须进行基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响与加固分析。
本文结合具体工程,分析基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响,对邻近桥梁桩基的加固进行分析。
关键词:基坑开挖;邻近桥梁桩基;影响;加固在城市高层建筑、地铁工程及市政工程建设中,深基坑工程的周围环境一般较为复杂。
深基坑的开挖必将引起周围地基中地下水位和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,从而对其周围环境产生较大影响,严重的还会导致建筑物倾斜、开裂甚至破坏,最终无法使用。
基坑开挖时尤为关注的问题是土体侧向移动对邻近桩基的不利影响,土体的侧向移动使邻近桩基产生侧向位移和附加应力及弯矩,甚至可能使上部建筑物功能失效。
因此,探讨基坑开挖对邻近桩基的影响具有重要的实践意义。
一、基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响某基坑工程的开挖深度为9.1m,基坑工程邻近地区有存在高架桥,且高架桥位于基坑施工的影响范围内,距离基坑工程最近的高架桥部分仅有 10.2m,为了防止基坑工程的施工导致高架桥的桩基发生位移,影响高架桥的安全性和稳定性,应该采取合理的措施对高架桥梁的桩基进行加固处理。
1、基坑开挖对高架承台的影响。
由于该基坑工程邻近高架桥,因此,在进行研究基坑开挖对邻近桥梁桩基的影响时,必须分析基坑开挖对高架承台的影响。
分析基坑工程的开挖是否导致高架承台发生变化,将基坑工程开挖前高架承台的倾斜率和基坑工程开挖后高架承台的倾斜率进行比较,计算基坑工程开挖后高架承台的倾斜角度,分析基坑工程的开挖对高架承台的影响程度。
基坑开挖对邻近地铁结构基础的影响分析在地铁建造的过程中需要建设很多的隧道,隧道的开挖会影响到地层的结构的稳定性,容易发生坍塌等事故,因此对于基坑的开挖需要保证结构的稳定,并且能够支持本身需要的承载能力,在岩土工程建造的过程中也会对原有的隧道结构的稳定性产生一定的影响。
本文就介绍了基坑开挖相关概念,并分析了基坑开挖对邻近地铁影响的主要方式。
并总结了分析基坑开挖影响因素的相关数据技术。
1.基坑开挖工程1.1基坑变形理论基坑在开挖的过程中会影响到基坑附近地层结构的稳定性和承受能力,具体是由于基坑在开挖的过程中会降低开挖地面的承载能力,一旦开挖出的承载能力降低,附近地面的承载力就会加大,造成了附近承载力超负荷而发生变形的情况。
附近的围护墙随着两侧承载力的加大而承受更大的压力,在坑附近的土在不断地向坑移动的过程中对围护墙的压力越来越大,导致围护墙变形,周围的压力增加会挤压坑底导致坑底发生凸起的状况,并且基层开挖的导致的坑底的凸起以及防护墙的移动也促进了附近地层结构的变化。
当坑底开挖的深度大时,会造成更大的卸荷,卸荷是形成坑底凸起的主要原因,而凸起的形成是因围护墙位置的上升,当围护墙不断上升,坑底的凸起不断升高就会导致地面超负荷承载,坑底周围的结构会发生塑性变形,不过这种现象会随着工程的停止而不再发生凸起的现象,塑性的变形在一定条件下还可以恢复原状,但是一旦超出塑性变形,将会对周围的结构造成不可复原的毁灭。
因此在开挖时就应该在出现塑性变形时就要采取一定的措施降低坑底的凸起以及围护墙的变形。
1.2基坑工程基坑是隧道建设的基础,基坑的建设不仅涉及建设隧道本身的安全稳定性,还会影响到周围结构的建设,特别是邻近隧道、地铁的稳定性,因此要对基坑工程进行监测,以保证基坑建设的稳定性,基坑工程是在岩石工程的基础上进行系统化的建设的一个过程,它的实施结合了(土力学、高等土力学、工程地质学、结构力学、工程环境及岩土工程施工等)各个学科进行综合性的研究和设计。
析基坑开挖对邻近桩基影响摘要:本文介绍了通过Plaxis有限元软件对基坑施工开挖过程进行了数值模拟并结合工程实例,定性地分析了基坑开挖对周边桩基的影响,得出一些有益结论。
关键词:基坑开挖,有限元法,邻近桩基1.序言随着城市现代化的不断发展,有限的城市地面空间已不能满足人们日益增长的生活和工作需要,目前,各类地下工程诸如越江隧道、地铁车站和区间隧道、地下车库、地下商城等已随处可见。
这些工程的共同点之一就是都需要大规模的地下开挖,即我们通常所说的基坑工程。
基坑开挖不仅要保证基坑本身安全与稳定,而且还要有效控制基坑周围土体的运动情况以保护周边各种环境的稳定。
由于基坑开挖导致的坑底空气破坏和地层滑移导致附近桩基破坏的事故屡见不鲜。
本文利用土工有限元数值分析软件Plaxis并结合厦门马銮海堤开口改造工程工程实例进行分析,研究深基坑开挖过程中,开挖深度、软土厚度、软土模量、桩间距和长度等因素对邻桩受力变形的影响,得出一些有益结论,以期能对实际工程的设计、施工、监测能提供一定的参考作用。
2.深基坑开挖对邻近桩基影响性状分析方法理论和结果2.1分析软件简介Plaxis中文版本是一个用于岩土工程变形和稳定性分析的两维有限元软件包。
为了模拟土或(和)岩石的非线性、时间相关性和各向异性的行为,它带有先进的本构模型。
另外由于土是一种多相介质,需要特别的计算方法来对静水和超静水压力进行计算,该软件采用了BIOT固结理论进行施工与固结耦合分析。
尽管土体本身的模拟是重要的,但许多岩土项目也必定涉及结构构件的模拟和土与结构的相互作用分析。
而Plaxis 就包括了所有这些用于分析复杂土工结构的功能。
2.2本构模型的选择基坑开挖是一个复杂的岩土力学过程。
开挖过程中,土体中的应力状态复杂,且不同位置的土体所处的应力状态随着开挖过程、开挖方式的不同而变化。
因此,模拟该过程需要选用能够反映土体真实应力、应变状态的本构模型,才能得到符合实际的计算结果。
试析基坑开挖对邻近桩基的影响一、前言城市现代化的发展的极为迅速的,只是城市的地面空间十分有限,有限的城市地面空间已经无法满足城市需求。
为此,则必须考虑进行地下开挖的情况。
在进行基坑开挖的时候,除了要让基坑自身的安全与稳定得到保证之外,也应该对基坑周围土体以及环境的稳定做到有效控制。
二、基坑开挖对邻近桩基的影响在基坑开挖的时候,其与邻近桩基之间会有相互作用存在。
一般情况下,在进行深基坑工程的开挖都是把基坑开挖的深度其主动土压力作为进行维护设计的基础与依据,反而忽略了邻近桩基也会对基坑开挖产生有益处的作用与影响。
事实上,在进行基坑开挖时,不仅邻近桩基会受到来自于基坑的不好的影响,还存在邻近桩基能够让基坑开挖变得更加顺利的影响。
进行基坑开挖,与卸除荷载的效果是差不多的,而开挖的深度也代表着卸载荷载的不同,其会对附近土体造成的影响也不一样。
通常情况下,如果进行基坑开挖的地点是在建筑物的附近,那么开挖的深度小于三米的时候并不会对邻近桩基其安全性造成影响。
只是,但开挖的深度不断增加的时候,其邻近桩在水平上产生的位移以及弯矩都会随之增加。
如果桩底的约束比较小,那么桩头便很容易出现最大位移。
如果说邻近桩在进行布置的时候选择的是双排桩形式,那么位移差距上来说,前后排桩的差别不大,只是前排桩比后排桩的弯矩要明显更大。
如果基坑其围护结构是支护桩的形式,那么支护桩具有越大的刚度,相应的邻近桩其弯矩与位移就将会越小。
如果支护桩其刚度越小,相应的邻近桩其位移与变化幅度就会很大。
如果基坑其围护结构是围护墙的形式,那么对于需要承受土体位移的作用的被动桩而言,围护墙的存在是可以让土体的侧向位移减少的,并且通过这种方式让桩基础由于受到土体水平位移以至于出现的位移与弯矩都得到减小。
在基坑开挖的时候,邻近桩与基坑开挖面之间的距离也会产生影响。
对于邻近桩而言,其桩身位移与弯矩在开挖面的距离越大的时候反而会越小。
如果说邻近桩和基坑开挖面之间的距离超出了基坑开挖能够对土体产生影响的范围,那么邻近基坑反而不会受到影响了。
基坑开挖与邻近桩基相互作用影响的探析我国高层建筑及地下工程在不断发展,人们对建筑基础的安全问题越来越关注。
然而基坑开挖引起的土体位移对于周边环境及建筑安全有着重要的影响。
因此,本文着重对基坑开挖与邻近桩基的相互作用进行探讨,并围绕其相互作用的影响进行阐述,希望对以后的基坑工程有一定的借鉴意义。
标签:基坑开挖邻近桩基相互作用0引言基坑是指为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。
是临时性的工程,其作用就是提供一个空间,确保建筑物的基础施工能够按照设计的位置进行。
我国高层建筑在不断的发展,基坑工程的设计显得越来越重要。
基坑和邻近建筑物的相互作用决定了在基坑设计的过程中,不仅要注意基坑开挖时因为变形引起邻近建筑物的变形,还要考虑到邻近建筑物对于基坑开挖施工产生的影响。
1基坑开挖概述基坑的开挖过程就是开挖面上卸荷的一个过程,然而卸荷的过程会对周围的建筑物产生一定影响。
所以,在基坑开挖之前,要对基坑所处位置及周边的地质环境情况进行合理的分析,然后对基坑围护结构和基坑开挖方案进行合理的选择。
2桩的功能概述自从钢筋、水泥一级钢筋混凝土相继出现之后,传统的木桩便逐渐被钢筋混凝土桩或者是钢桩所代替。
最初工程通常使用打入式的预制桩,最后发展成为灌注桩。
随着机械设备的不断进步以及桩基技术的不断发展,至今为止,产生了较多新的桩基形式,桩基的应用越来越广泛。
桩基础的类型要根据桩的构造形式、材料以及施工技术的发展而具有不同的种类,可按照不同的方法进行分类。
根据桩的受力性质,可分为端承桩以及摩擦桩。
通过靠桩端在坚硬岩层以及土层为支撑的桩称为端承桩,通过桩身和周围土体的摩擦为支撑的桩称作摩擦桩。
根据桩的制作方式,可分为预制桩以及灌注桩。
根据桩的功能又可分为受压桩、护坡桩以及抗拔桩等等。
3基坑开挖对于邻近桩基的影响3.1基坑开挖和邻近桩基间的相互作用深基坑工程在开挖的过程中,其围护设计就是以基坑开挖深度的主动土压力作为依据,也就是说在具体工程围护设计的过程中并没有充分考虑邻近桩基对于基坑开挖的有利影响。
第32卷 增刊1 岩 土 工 程 学 报 Vol.32 Supp.1 2010年7月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering July 2010 基坑开挖对邻近桩基础影响分析的DCFEM法朱晓宇1,2,黄茂松1,2,张陈蓉1,2(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092)摘 要:将DCFEM法运用于基坑开挖对邻近桩基础影响的分析。
对目前已有板式支护基坑变形预测公式进行修改,提出基坑开挖对邻近桩基础影响的三维DCFEM法,对基坑开挖条件下基坑外不同距离处单桩及群桩的变形和受力进行了研究。
采用DCFEM法模拟了基坑开挖对邻近桩基础影响的离心模型试验,并将二者结果进行比较,验证了DCFEM法的准确性。
关键词:基坑;开挖;桩基础;变形预测;DCFEM法;离心模型试验中图分类号:TU473 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2010)S1–0181–05作者简介:朱晓宇(1985– ),男,硕士研究生,从事基坑工程方面的研究和数值分析。
E-mail: zxyer1012@。
Displacement-controlled FEM for analyzing influences of excavation of foundation pits on adjacent pile foundationsZHU Xiao-yu1, 2,HUANG Mao-song1, 2,ZHANG Chen-rong1, 2(1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical andUnderground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: A displacement-controlled FEM (DCFEM) is used to analyze the influences of excavation of foundation pits onadjacent pile foundations. Based on a modified formula for the deformation prediction of embedded retaining walls,athree-dimensional DCFEM is proposed to analyze the influences of excavation of foundation pits on adjacent pile foundations.The pile foundations are analyzed by the proposed method, including single piles with different distances from the excavationand pile groups. Comparisons are made between the results obtained from the centrifugal model tests and the proposed method.The accuracy of DCFEM is proved.Key words: foundation pit; excavation; pile foundation; deformation prediction; displacement-controlled FEM; centrifugalmodel test0 引 言随着城市高层建筑及地下工程建设的快速发展,基坑工程也向着更深更大面积发展,基坑开挖对周边环境的影响也越来越大。
基坑开挖所引起的环境效应问题越来越受到关注,并逐渐成为学术界研究的热点和难点。
基坑开挖对邻近建筑物桩基础的影响属于被动桩问题。
国内外一些学者在试验、数值和理论方法几个方面均做出了研究。
Leung等[1-2]通过离心模型试验讨论了无支护条件下基坑开挖对邻近桩基础的影响,对单桩,不同桩数的群桩等进行了分析。
Pan等[3]和Miao 等[4]讨论了均布土体水平位移条件下,被动单桩的变形及受力特性,并提取了单桩的p–y曲线。
Goh和Teh[5]采用两阶段分析方法讨论了路堤堆载作用下被动单桩的变形及受力特性。
黄茂松等[6]采用两阶段法并考虑土体的非线性,分析了开挖条件下非均质地基中被动群桩的水平反应。
位移控制有限单元法(DCFEM)作为一种简化方法已被运用于地下工程开挖对周围环境影响分析中。
Cheng等[7]采用DCFEM法分析了隧道、土和桩3者之间的相互作用;杜佐龙等[8]采用DCFEM法分析了隧道开挖对邻近群桩的影响;蔡建鹏等[9]采用DCFEM 法对基坑开挖对邻近地下管线的影响进行了分析并与整体有限元分析做了对比。
本文首先提出用于基坑开挖对邻近桩基础影响分析的DCFEM法,分别讨论了基坑开挖对基坑外不同距离处单桩和群桩的影响。
然后将该分析方法与基坑开挖对邻近桩基影响的离心模型试验结果进行对比,───────基金项目:上海市科委重点科技项目(08201200902)收稿日期:2010–04–28182 岩 土 工 程 学 报 2010年以验证DCFEM 方法的准确性。
1 板式支护基坑变形预测曲线基坑开挖对邻近桩基础影响分析的位移控制有限单元法(DCFEM 法),是通过直接在基坑开挖面及基坑附近地表施加相应的位移,计算邻近桩基础的响应,模拟基坑开挖对邻近桩基础的影响。
本文根据工程实测数据统计曲线并结合已有的变形预测曲线公式,提出三维的基坑水平向变形预测公式以及地表沉降预测公式。
图1为基坑围护墙水平向变形及基坑外地表沉降示意图。
图1 基坑围护墙变形及地表沉降示意图Fig. 1 Horizontal deformation of foundation pit and groundsettlement1.1 基坑围护墙水平向变形预测曲线以上海兴业大厦等若干典型深基坑工程实例的维护结构水平变形实测数据为基础,蔡建鹏等[9]总结出一个预测围护墙水平变形沿基坑深度方向(图1中z 轴方向)变化的二维曲线公式;唐孟雄等[10]在基坑变形分析中引入正态分布密度函数提出了地表沉降沿基坑长度方向(图1中z 轴方向)的预测曲线;Roboski 和Finno [11]将地表沉降沿基坑长度方向(图1中y 轴方向)的分布引入到基坑维护墙沿基坑长度方向的变形预测中。
本文将以上3者结合,提出一个基坑围护墙水平向变形预测曲线公式(/2/2)L y L −≤≤:()221.5()π(),m ax ez H yH Ah h y z x δδ−−−=⋅,,(=0), (1)其中/2(0.069ln(/) 1.03)A L H L =+ , (2)式中,h,max δ为基坑水平向位移最大值,L 为基坑的长度,H 为基坑开挖深,A 为水平向位移主要影响半径,主要与基坑的开挖深度和基坑长度有关。
式(1)含义为:沿基坑竖直方向(图1中z 轴方向),基坑围护墙的最大水平位移位于基坑开挖面坑底处,围护墙底端水平位移最小,墙顶位移约为最大位移值的1/5;沿基坑长度方向(图1中y 轴方向),基坑围护墙的最大水平向位移位于基坑挡土墙纵向对称线上,曲线呈正态分布。
图2为基坑围护墙水平向变形示意图。
图2 基坑水平向位移分布Fig. 2 Horizontal deformation of foundation pit1.2 地表沉降曲线结合唐孟雄等[10]提出的地表横向沉降预测曲线以及Hsieh 和Ou [12]根据实测数据统计得到的沉降曲线,本文提出基坑外地表沉降的预测曲线公式:222π()v,max π()v,max π()v,max (0.5)e(00.5)(0.6 1.3)e (0.52) (0.050.2)e (24)y AyAv yAx H x H x H H x H x H H x H δδδδ−−−⎧+⋅≤≤⎪⎪⎪=−+⋅≤≤⎨⎪⎪−+⋅≤≤⎪⎩(3)式中 v ,max δ为地表最大沉降量;H 为基坑开挖深度;A 为纵向沉降影响半径,通过式(2)计算得到。
式(3)的含义:沿基坑外地表横向(图1中x 轴方向),坑外地表最大沉降位于墙后0.5H 处,紧靠墙体处地表沉降为最大沉降的0.5倍,墙后(0~2)H 范围内为沉降主影响区域,(2~4)H 为沉降次影响区域,在4H 外的范围地表沉降近似为0;沿基坑挡土墙方向(图1中y 轴方向),最大沉降位于基坑对称面上,最小值位于基坑角边处,曲线呈正态分布。
图3为基坑外地表沉降示意图。
2 基坑开挖对邻近桩基础影响DCFEM法2.1 计算模型基坑开挖深度为12 m ,基坑长度为24 m ,围护墙采用地下连续墙,墙深25 m ,插入基坑底部以下13 m 。
选择挡土墙后土体作为计算模型进行三维有限元计算分析,计算建模考虑对称性。
模型底面设置竖增刊1 朱晓宇,等. 基坑开挖对邻近桩基础影响分析的DCFEM 法183向约束,侧面设置水平向约束。
基坑开挖面和地表施加根据变形预测曲线计算得到的位移边界条件,依据上海市工程建设规范《上海市基坑工程设计规程》(DBJ08—61—97)基坑最大变形值为0.05 m 。
图3 基坑外地表沉降分布Fig. 3 Deformation distribution of ground settlement桩基础采用混凝土灌注桩,桩长L =25 m ,桩径D =0.6 m ,弹性模量取p E =2.1×104 MPa ,泊松比ν=0.167。
群桩计算采用3×3群桩,桩间距为3D 。
群桩承台采用刚性承台。
DCFEM 法计算模型土体采用上海第四层淤泥质黏土,土体本构模型采用Mohr-Coulomb 弹塑性模型,内摩擦角ϕ=14.1°,黏聚力c =13 kPa ,弹性模量近似选用压缩模量s E =2.124 MPa ,s ν=0.35,计算模型如图4。
图4 DCFEM 法计算模型(单桩) Fig. 4 Calculation model of DCFEM (single pile)2.2 计算结果分析分别建立桩与基坑围护墙距离s =3,6和9 m 的计算模型,计算得到桩身位移及弯矩曲线如图5所示。