超深开挖对单桩承载性状影响性的研究

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1、摘要90年代以来，大量高层、超高层建筑相继建成。超高层建筑必然设置深基坑甚至超深基坑，超深地下工程也必然有深开挖。使得基坑工程向着大深度和大规模的方向发展，基坑的开挖深度己从lOm左右发展到20m、30m以上。由于深度远远超过以往常说的深基坑，故一般称之为超深基坑。这对桩基的承载力与沉降将产生重大影响。采用常规的地表加载并扣除开挖深度范围内桩侧摩阻力的方法确定单桩承载力的做法对浅基坑下工程桩影响可能不是很大，但对超深基坑来说，这会存在两个重大问题必须考虑：首先，开挖产生的强烈回弹趋势会使土对桩身在自桩顶以下很大长度内产生上拔作用而产生摩阻力，而桩身下部则会出现向下

2、的摩擦力以平衡坑内土回弹对桩身上部产生的上拔力，这对基坑开挖后，在桩项开始加载后桩的荷载传递会产生影响；其次，超深开挖将意味着开挖到底后的工程桩桩侧的法向土压力大幅度减少，这将可能造成桩承载力和竖向刚度的不同幅度的下降，使试桩承载力高估实际桩承载力，导致工程安全度不足(这对于重大工程来说是不能接受的)，并可能造成盖挖逆作法支撑柱沉降超过预计值(施工期间要承担很大的荷载)。基于以上分析，作者进行了单桩承载力模型试验和有限元模型分析，通过地面试桩、套管试桩和坑底试桩承载力的对比，得到了超深开挖产生的影响效应使桩的极限承载力明显降低，竖向刚度减小，相同荷载下沉降加大，且

3、其沉降中桩整体刺入所占的比例显著大于其它两者的结论。桩侧摩阻力完全发挥时需要的桩土滑移量增大。此外，超深开挖可在桩身中产生较大的拉力，桩身中下部钢筋不能随意减少，并找出了随开挖深度、宽度的变化坑底单桩极限承载力的变化规律。关键词：超深开挖，单桩承载力，模型试验，有限元ABSTRACTSincethe1990s，largenumberofsuper-high-risebuildingshavebeencompletedoneafteranother．Super-high-risebuildingshavetosetupextradeepfoundationpit,e

4、xtradeepundergroundworksareboundtohavedeepexcavation．Itisthecausethatmakesagreatdepthandlarge-scaledevelopmentoftheexcavationpit．Thedepthofexcavationhasdevelopedfrom1Omtoabove20m，30m．Becausethedepthgoesfarbeyondbythedeepholeexcavatedforbuildingfoundationwhichsaidinthepast，itisgenerall

5、ycalledultra-deeppit．Thiswillhavesignificantimpactonthecapacityandsettlementofthepilefoundmion．Itmayhavenotgreatimpactonthebearingcapacityofpilesinshallowexcavationthatusethemethodwhichdeducttheskinresistanceinthedepthofexcavationfromtheroutinesurfaceload．Buttotheultra-deeppit,therear

6、etwoproblemsthatmustbeconsidered：first，therewillbeskinresistancealonggreatdepthofpileunderthepileheadbecauseofthestrongreboundtrendafterexcavation，then，negativeskinfrictionwillappearinlowerpartofpiletobalancetheforceofpullup．Itwillimpacttheloadtransferafterloadingonthepilehead．Second，

7、theultra-deepexcavationwouldmeanthatthenormalsoilpressurealongthepilewillreducegreatlyafterexcavation，whichmaycausedthebearingcapacityandtheverticalstiffnessofpilesdeclineatdifferentrate，therefore，theactualcapacityofthepilewouldbeoverestimated，thiswouldleadtothelackofsecurity(formajor

8、proje