深基坑放坡挖土引起工程桩偏位数值分析.pdf

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1、秦敏等：深基坑放坡挖土引起工程桩偏位数值分析95深基坑放坡挖土引起工程桩偏位数值分析秦敏，严平(浙江大学建筑工程学院．杭州310058)【摘要】借助有限元分析程序，对深基坑内台阶式放坡挖土时工程桩的偏位进行了模拟与分析，揭示了工程桩偏位与坡高、坡角以及土体强度参数之间的变化规律，为分析软土地区基坑开挖对坑底工程桩的影响提供一定的理论指导。【关键词】基坑；放坡挖土；工程桩；偏位【中图分类号】TU473．2【文献标识码】B【文章编号】1001—6864{2012)03—0095—03NUMERICALANALYSISoFPⅡEDEFLECTIoNINSLoPDGANDEXCAVATDGINDEEP

2、FoUNDATIoNPITQINMin，YANPing(CollegeofCivilEngi．andArchitecture，ZhejiangUniv．，Hangzhou310058，China)Abstract：Withfiniteelementanalysisprogram，piledeflectionindeepfoundationpitwhilestepped—slopingandexcavatinghavebeensimulatedandanalyzed，revealingthechangelawsofpilede—flectionwithslopeheight，slopeangle

3、andsoilparameters．Theeffectsofpitexcavationonpiledeflec-tionhavealsobeenstudied．Keywords：pitexcavation；slopingandexcavation；~undafionpiles；piledeflection坑内工程桩一般先于基坑开挖设置，对于软土较坑开挖实际是三维问题，但应用平面有限元法对土坡厚或人工填土较疏松的场地，由于采用不适当的开挖的剖面进行分析同样也可以达到一定的精度，同时还方法，基坑边坡附近堆载以及挖土机械的外力扰动作大大节省了工作量。因此，本文拟采用平面有限元法，用，产生侧向土压力，

4、加之软土的流动性及土体中未消定量分析深基坑内放坡挖土对工程桩的影响。散的超孑L隙水压力的释放，导致土体强度参数指标下1有限元数值模拟分析降，软土向开挖方向流动，而桩基承受水平力的抵抗能(1)计算模型。针对软土地区的一般土质情力较弱，于是随着土体的位移而向基坑开挖方向倾斜，况，土体变形模量E取8000kN／m，泊松比取0．3，下造成桩顶位移，对已经设置好的工程桩产生影响，这种面分别对坡高3、4m，坡角3O。、45。和60。的土体放坡影响主要表现在使工程桩受挤压发生竖向、水平向位情况予以分析讨论。有限元模型选择38mX29m的区移，以及桩身断面出现拉力。域作为土层几何区。模型中考虑三排工程桩，距离

5、右对于深大基坑内的土体，在基坑支护结构施工结边坡脚线的距离分别为1、3和5m，记为桩1、桩2和桩束后便需进行开挖。一般来说都需采用台阶式挖土的3。坡面采用喷锚支护。混凝土护面、工程桩与土体间方式进行土体放坡。在具体施工过程中，放坡高度H均设置界面单元。模型中假定左右边界水平向约束，常取为支护结构两道支撑或最后一道支撑到坑底的底边界固定约束。平面有限元模型及网格划分如图1竖向间距。当此间距较小时，一般不会发生什么问题，所示(以H=4m，=60。为例，其他放坡情况的有限元但当此间距较大时，便可能由于土坡高度过大而产生网格划分与其类似)。滑坡或土坡在地层中产生较大的滑移力而造成坡下(2)数值计算结果

6、与分析。对距离右边坡脚线的工程桩产生较大位移甚至开裂、断桩而被破坏。另最近的桩1进行分析，此处工程桩所承受的土坡滑移外，特别是在软土质地区，坡脚的取值亦不能过大，力最大，其不利影响最为显著。计算得出对于几种放否则会造成较高的滑坡危险性及较大的滑移力。坡情况下工程桩的桩顶水平方向偏移值如表1所示。因此，在进行台阶式挖土作业之前需进行必要的表中偏移值都省略负号，负值表示向左的偏移。试算，以确定安全的土坡高度日及坡脚的取值。基从以上的定量试算分析结果可以看出：在同样的坡低温建筑技术2012年第3期(总第165期)～64．1％；当=45。时，H：4m比H=3m产生的桩顶偏移值大29．8％～70．2％；

7、当：60。时，H=4m比H=3m产生的桩顶偏移值大47．9％一76．9％。因此，在实际施工时，应控制土坡高度，减小工程桩桩顶水平偏移，降低对工程桩的不利影响。从以上的分析结果同样可以看出，在相同坡高的情况下，增大坡角的值对工程桩造成的影响同样显著。当H=3m时，=45。比=30。产生的桩顶水平偏移值大31．1％～62．7％；当H=4m时，=45。比=30。产生的桩顶偏移值大15．0％～31．6％。