大面積深開挖對(duì)抗拔樁承載性狀的影響研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展，大量的地下建筑物在沿海地區(qū)興建，大面積深開挖工程越來(lái)越多。另一方面，我國(guó)沿海地區(qū)地下水位普遍較高，地下建筑物通常需承受巨大的浮力，抗拔樁作為抗拔基礎(chǔ)的主要形式之一在工程中應(yīng)用十分廣泛。受施工限制，坑內(nèi)基樁需在基坑開挖前完成，上覆土層的大面積卸荷使抗拔樁承載性狀的確定很復(fù)雜。如何根據(jù)抗拔樁所在土層的物理力學(xué)特性，結(jié)合樁土界面剪切特性，對(duì)開挖前后抗拔樁的承載性狀進(jìn)行計(jì)算分析是一個(gè)正在引起巖土工程界高度關(guān)注的課題。

2、r>　　 基于上述背景，本文針對(duì)大面積深開挖過(guò)程中樁～土相互作用問(wèn)題進(jìn)行研究。首先，進(jìn)行了砂土中基坑開挖對(duì)抗拔樁極限承載力影響的模型試驗(yàn)，研究了開挖深度、開挖直徑、坑底以下有效樁長(zhǎng)對(duì)基坑開挖前后抗拔樁極限承載力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：基坑開挖后樁土界面法向應(yīng)力降低，導(dǎo)致抗拔樁極限承載力降低。開挖直徑越大，抗拔樁極限承載力下降越多。當(dāng)開挖直徑為全開挖時(shí)，開挖卸荷后坑內(nèi)土體處于超固結(jié)狀態(tài)，坑內(nèi)抗拔樁極限承載力大于土體為正常固結(jié)狀態(tài)時(shí)。

3、>　　 然后，采用JCY型靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀對(duì)砂土（不同密實(shí)度）、飽和粉土和飽和粉質(zhì)粘土進(jìn)行了K0加卸載試驗(yàn)，并采用K0加卸載模型對(duì)土體K0加卸載過(guò)程中的σv'～σn'關(guān)系進(jìn)行描述，探討了土體物理力學(xué)特性對(duì)K0加卸載模型參數(shù)的影響。
　　 進(jìn)而研制了土體超固結(jié)對(duì)抗拔樁極限側(cè)摩阻力影響的試驗(yàn)裝置，針對(duì)樁周土體為砂土和飽和粉土兩種情況，首先采用該裝置研究了抗拔樁在柱周土體K0加卸載過(guò)程中的極限承載力變化規(guī)律，進(jìn)而研究了樁周土體不

4、同OCR值對(duì)抗拔樁極限承載力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，土體的超固結(jié)效應(yīng)導(dǎo)致樁側(cè)極限摩阻力增大。采用土體的K0加卸載模型計(jì)算樁周土體不同應(yīng)力路徑時(shí)樁土界面法向應(yīng)力，進(jìn)而計(jì)算抗拔樁極限承載力，計(jì)算值與實(shí)測(cè)值較為吻合。
　　 在上述單元體試驗(yàn)及模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合樁土界面往返剪切特性，建立了大面積深開挖對(duì)抗拔單樁承載性狀影響的一維分析模型及有限元分析模型，通過(guò)對(duì)算例的分析表明，兩種分析方法對(duì)大面積深開挖前后抗撥單樁承載性狀的計(jì)算結(jié)果較為

5、接近。大面積深開挖后樁土界面法向應(yīng)力降低，導(dǎo)致抗拔樁極限承載力及剛度降低。開挖后土體產(chǎn)生卸荷回彈，從而帶動(dòng)基樁回彈，樁身上、下部分分別承受正、負(fù)摩阻力，并在樁身產(chǎn)生拉力，對(duì)抗拔樁在后期承載過(guò)程中的荷載傳遞過(guò)程產(chǎn)生影響。
　　 采用ABAQUS三維有限元分析軟件，對(duì)大面積深開挖后群樁的受力及變形性狀進(jìn)行分析，研究了群樁的遮簾效應(yīng)對(duì)基樁回彈位移及樁身拉力的影響，進(jìn)而探討了群樁的樁數(shù)、樁間距對(duì)其遮簾效應(yīng)的影響。分析結(jié)果表明，由于群樁的