基坑開挖對(duì)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(duì)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(dòng)會(huì)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(huì)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(huì)引起坑外地表發(fā)生擾動(dòng)，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(duì)如何預(yù)測(cè)和分析基坑開挖對(duì)臨近建筑物樁基的影響以及采取必要的保護(hù)措施減小不利影響這一熱點(diǎn)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(jì)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(duì)CFG樁復(fù)合地基和基坑工程做了一定的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)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(huì)對(duì)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(jìn)行研究，運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS結(jié)合實(shí)際工程案例建立三維數(shù)值模型，分析基坑開挖對(duì)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(yùn)行結(jié)束，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用圖表等形式表示出來，進(jìn)行對(duì)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(jiǎn)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(shí)際基坑施工過程。根據(jù)規(guī)范計(jì)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(duì)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(diǎn)，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(huì)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(duì)臨近 CFG樁的影響主要針對(duì)其受力和變形性能。選擇了五個(gè)分析對(duì)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。基坑開挖后，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(shí)也增加了樁身沉降。伴

6、隨開挖的進(jìn)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(shí)，基坑開挖深度H越大，對(duì)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(gè)分析對(duì)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(gè)工況分析數(shù)值進(jìn)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(duì)實(shí)際工程的數(shù)值模擬分析，我們總結(jié)了基坑開挖對(duì)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