基坑开挖对邻近建筑桩基础承载性能的影响研究

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随着城市化的快速发展,城市地下空间得到越来越多的开发利用,基坑工程已成为城市建设中主要的岩土工程课题之一。在建筑楼群密集的城市中心地带开展基坑工程,不可避免地会遇到邻近已有建筑桩基础。桩基础作为一种深基础形式,主要依靠桩侧阻力和桩端阻力将荷载传递到桩周土体和深层土体中。基坑开挖必然会引起坑外土体水平位移和地面沉降,土的变形作用在桩身会对桩侧阻力和桩端阻力造成一定的影响,从而影响既有建筑桩基础的承载性能。如何预测和分析深基坑开挖对邻近建筑物桩基础的影响以及如何采取必要的技术保护措施是目前岩土工程领域的热点问题之一。本文从理论上分析了基坑开挖引起的墙后土体变形以及这种变形可能对邻近建筑桩基础造成的影响,采用有限元软件建立基坑与邻近建筑桩基础三维数值分析模型,分别模拟分析了单柱单桩及单柱多桩承台基础条件下基坑开挖过程对已有建筑桩基础承载性能的影响,并将基坑开挖深度、桩和基坑的间距作为变量,研究二者对模拟结果的影响,得到如下研究成果:(1)通过对单柱单桩基础和单柱多桩承台基础的数值模拟,发现基坑开挖深度越大,桩与基坑的间距越小,则既有建筑桩基础受到基坑开挖的影响越大。(2)在单柱多桩基础的数值模拟中,当基坑开挖深度、承台与基坑的间距均不变时,通过各排桩的轴力、侧摩阻力、桩身弯矩和变形的比较分析,发现基坑开挖过程对靠近基坑的排桩的影响略大于对其他排桩的影响,但二者相差很小,基本相同。(3)通过对单柱单桩基础和单桩多桩承台基础的模拟结果进行分析,发现基坑开挖对桩的影响主要体现在基坑开挖所引起的桩身附加弯矩和变形,而开挖过程引起的桩身轴力和桩侧阻力的变化则相对较小。
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