抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性分析

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1、第31卷第3期岩土工程学报Vol.31No.32009年3月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringMar.2009抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性分析1112陈锦剑，王建华，范巍，王卫东(1.上海交通大学土木工程系，上海200030；2.华东建筑设计研究院有限公司，上海200002)摘要：由大面积大深度基坑开挖引起的土体卸荷回弹会对坑底桩基产生不利影响，这一影响对抗拔桩尤为突出。针对上海世博地下变电站的抗拔桩设计，采用基于非线性有限元的数值方法对抗拔桩在大面积深开挖过程中的受力特性进行

2、了研究。首先通过对抗拔桩地面单桩静载荷试验结果的反分析确定土层本构参数，然后对抗拔桩在开挖过程和正常使用状态下的受力特性进行了数值分析。分析结果表明，基坑开挖引起的桩身轴力对抗拔桩的负面影响较轴心受压桩更为明显，在抗拔桩设计中应充分考虑开挖引起的预拉力，且扩底抗拔桩受到的预拉力大于等截面桩。正常使用状态下桩身轴力是土体回弹隆起引起的轴力和桩顶上拔的引起的轴力的叠加，应以此对桩身的钢筋配置进行校核。关键词：抗拔桩；深开挖；土体卸荷回弹；桩土共同作用；预拉力中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1000–4548(2009)

3、03–0402–06作者简介：陈锦剑(1978–)，男，浙江慈溪人，博士，讲师，从事桩土共同作用和深基坑工程方面的研究。E-mail:chenjj29@yahoo.com.cn。Behaviorofup-liftpilefoundationduringlarge-scaledeepexcavation1112CHENJin-jian,WANGJian-hua,FANWei,WANGWei-dong(1.DepartmentofCivilEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai

4、200030,China;2.EastChinaArchitectureDesignInstitute,Shanghai200002,China)Abstract:Soilunloadingandreboundinducedbylarge-scaledeepexcavationmayaffecttheperformanceandintegrityofexistingpilesinsidetheexcavationzone,especiallyforup-liftpiles.Thenon-linearfiniteelementis

5、employedtoinvestigatethebehavioroftheup-liftpilesinShanghaiExpoUndergroundSubstationProjectduringdeepexcavation.Parametersofthesubsoilareobtainedbyinverseanalysisoftheloadtestsontheup-liftpiles.Thebehavioroftheup-liftpilesduringdeepexcavationandundernormalworkingload

6、isanalyzedbyusingtheparameters.Resultsshowthatthetensionforceinducedbyexcavationexertsamorenegativeinfluenceonup-liftpilesthannormalpiles.Thereforethispretensionshouldbetakenintoconsiderationduringpiledesign.Analysisshowsthebottom-enlargedup-liftpilesaresubjectedtoal

7、argerpretensionforceduringexcavationthanordinaryup-liftpiles.Thepretensionforceofpilesunderworkingloadcanbededucedfromthecombinationofthetensionforceinducedbyexcavationandthetensionforceinducedbyworkingload.Keywords:up-liftpile;deepexcavation;soilunloading;pile-soili

8、nteraction;pretension0引言体侧向变形引起桩身弯曲的影响范围主要限于边桩，随着我国城市化进程的加速，大量地下建筑在沿对角桩和基坑中心大部分桩影响较小；而土体竖向回海地区兴建，如地铁、地下车库、高层建筑多层地下弹影响范围遍布整个基坑，在深基坑工