基坑開挖對臨近CFG樁復(fù)合地基影響的研究.pdf

1、隨著土木工程建設(shè)的發(fā)展，城市土地資源日益緊張，建筑不斷向高空或者地下發(fā)展，施工中基坑開挖對周邊環(huán)境的影響逐漸引起人們的關(guān)注，特別是需要在已有建筑物附近開挖基坑的情況。在剛建好的主體建筑附近開挖基坑，開挖所引起的坑周土體擾動會造成臨近樁基產(chǎn)生附加位移和彎矩。當(dāng)達(dá)到一定程度，會引起臨近樁基破壞，既而影響上部主體建筑的穩(wěn)定，且基坑開挖會引起坑外地表發(fā)生擾動，增加臨近主體建筑的不均勻沉降，上部建筑容易出現(xiàn)墻體開裂、結(jié)構(gòu)柱失穩(wěn)等破壞現(xiàn)象。國內(nèi)外針

2、對如何預(yù)測和分析基坑開挖對臨近建筑物樁基的影響以及采取必要的保護措施減小不利影響這一熱點問題做了大量的調(diào)查研究。
　　CFG樁憑借其自身良好的經(jīng)濟性能、技術(shù)性能和環(huán)保性，在我國得到了大量的推廣使用。本文先對CFG樁復(fù)合地基和基坑工程做了一定的認(rèn)識，重點分析了基坑工程的研究現(xiàn)狀。其次介紹了基坑開挖相關(guān)的理論，從理論上分析了基坑開挖引起的土體側(cè)移和地面沉降會對周邊環(huán)境造成的影響。閱讀相關(guān)的研究方法，常用的有：基于Winkler模型的地

3、基反應(yīng)力法、彈性理論分析方法和有限單元法等。本文將采用有限單元法進行研究，運用有限元分析軟件ABAQUS結(jié)合實際工程案例建立三維數(shù)值模型，分析基坑開挖對臨近建筑物CFG樁復(fù)合地基造成的影響。本文闡述了建模的具體過程以及每一功能模塊需要注意的地方。模型運行結(jié)束，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，運用圖表等形式表示出來，進行對比分析，得出結(jié)論如下：
　　（1）利用有限元分析軟件ABAQUS建立5×5的簡化CFG樁復(fù)合地基模型，在一側(cè)離邊樁中心2m的地方開

4、挖8m深的地下車庫基坑，模擬實際基坑施工過程。根據(jù)規(guī)范計算出復(fù)合地基最終沉降變形量規(guī)范值以作參照。通過對比分析可以得出：基坑開挖前，沿著建立好的路徑讀取的基礎(chǔ)沉降值，數(shù)值相近。在風(fēng)荷載作用下，背風(fēng)向的一側(cè)數(shù)值稍大點，但都接近于理論值?；娱_挖后，基礎(chǔ)沉降值隨著開挖深度增加而增加，但增幅不大。距離基坑近的一側(cè)受影響程度要大于另一側(cè)，這也說明基坑開挖會造成臨近建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。開挖前后基礎(chǔ)沉降量都控制在規(guī)范要求內(nèi)。
　?。?）

5、基坑開挖深度 H對臨近 CFG樁的影響主要針對其受力和變形性能。選擇了五個分析對象：樁身側(cè)移、樁身沉降、樁身軸力、樁身彎矩和樁側(cè)阻力分別展開詳細(xì)研究。選取離基坑最近的中間樁15＃樁為代表，用圖表的形式分別表現(xiàn)出基坑開挖前、開挖4m和開挖8m后的各工況分析值。分析結(jié)果表明：樁身側(cè)移和樁身沉降都隨開挖深度 H增加而增加?；娱_挖后，樁身整體向基坑開挖側(cè)發(fā)生傾斜，且傾斜程度也隨開挖深度 H增加而增加，而在樁身發(fā)生傾斜的同時也增加了樁身沉降。伴

6、隨開挖的進行，樁身軸力不斷增加，樁身彎矩向基坑開挖側(cè)變化程度也不斷增大，但樁側(cè)阻力卻不斷減小。這說明當(dāng)樁中心距基坑間距S不變時，基坑開挖深度H越大，對臨近CFG樁復(fù)合地基影響越大。
　?。?）研究臨近CFG樁樁中心距基坑間距S的影響，同樣選取樁身側(cè)移、樁身沉降、樁身軸力、樁身彎矩和樁側(cè)阻力五個分析對象，選取中間的一排樁11＃~15＃為代表，分別讀取基坑開挖前、開挖4m和開挖8m后的各個工況分析數(shù)值進行研究。結(jié)果表明：在同一開挖深度

7、下，距離基坑最近的15＃樁受影響最明顯。隨著樁中心距基坑間距S的增加，樁側(cè)位移、樁身沉降和樁身軸力逐漸減小，而樁側(cè)阻力則逐漸增大，樁身彎矩向基坑開挖側(cè)變化的程度也逐漸減小?；娱_挖越深，影響表現(xiàn)的越明顯。這說明在同一開挖深度下，樁中心距基坑間距S越近的樁受影響越大。
　　通過對實際工程的數(shù)值模擬分析，我們總結(jié)了基坑開挖對臨近建筑物CFG樁復(fù)合地基造成影響的主要因素：基坑開挖深度H和樁中心距基坑間距S。本文模擬得出的結(jié)論為有效減小基