基坑開挖與樁基的相互作用分析

1、專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：075586153458摘要隨著我國高層建筑以及地下工程的迅速發(fā)展，人們越來越關(guān)注建筑基礎(chǔ)安全問題?；庸こ涕_挖對周邊環(huán)境和建筑安全有著決定性的影響。為了減少基坑開挖對樁基的影響。因此，本文探討基坑開挖與鄰近樁基和坑內(nèi)樁基的相互作用，且結(jié)合筆者參與的無錫地鐵1號線09標(biāo)南禪寺站基坑開挖與結(jié)構(gòu)制作專項施工方案，進一步分析說明在實際工程中基坑開挖樁基

2、之間的相互作用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞基坑開挖；樁基；支護基坑是指為了建造建筑物或者構(gòu)筑物的基礎(chǔ)或者地下室而在工程所在地挖開的地下空間。屬于臨時性工程，主要作用保證建筑物的基礎(chǔ)施工按照設(shè)計的位置進行。隨著我國高層建筑的大力發(fā)展，基坑工程設(shè)計越來越重要?；优c鄰近建筑物的相互作用決定在基坑設(shè)計時既要注意基坑開挖時由于變形導(dǎo)致鄰近建筑物的變形，還要考慮鄰近建筑物對基坑開挖施工的影響。1實例介紹實例介紹本文以無錫地鐵1號線09標(biāo)南禪寺站基坑開挖與結(jié)構(gòu)制

3、作專項施工方案為主，展開分析。1.1工程概況工程概況無錫地鐵1號線是無錫軌道交通線網(wǎng)中的南北走向的市區(qū)軌道交通線，正線北起自惠山新城的堰橋站，自北向南穿中心城區(qū)，至濱湖區(qū)的雪浪站。線路穿越了無錫市的惠山區(qū)、北塘區(qū)、崇安區(qū)、南長區(qū)、濱湖區(qū)等五個城區(qū)。正線全長29419.519m，共設(shè)車站24座，其中高架站5座，地下站19座。南禪寺站為第11座車站，是1號線的中間車站，地下二層島式站，該站前方銜接三陽廣場站，后方到達永豐路站。南禪寺站位于中

4、山路與解放環(huán)路交叉口下，沿中山路地下南北向布置，車站總長度為369.021m。如圖1所示。1.2主體基坑形式主體基坑形式1.2.1車站主體車站主體本站基坑的基坑變形控制等級為一級。車站主體基坑標(biāo)準(zhǔn)段凈寬21.4m，開挖深度約16m；北端頭井凈寬25.7m，開挖深度約17.9m；南端頭井凈寬26.97m，開挖深度約24m。采用8001000mm厚地下連續(xù)墻圍護。1.2.2主體圍護與支撐主體圍護與支撐本站周邊建筑物和管線眾多，基坑變形保護控

5、制等級為一級。根據(jù)本站的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周邊情況、基坑安全等級，選用圍護結(jié)構(gòu)剛度較大、變形較小，基坑施工對鄰近建筑與地下管線影響相對較小，工藝成熟，抗?jié)B止水效果好的地下連續(xù)墻方案。采用800mm（或1000mm）連續(xù)墻內(nèi)支撐的支護形式，基坑深度不超過18.0m的范圍采用800mm厚連續(xù)墻，基坑深度超過18.0m的范圍采用1000mm厚連續(xù)墻。連續(xù)墻與主體形成復(fù)合式結(jié)構(gòu)，槽段接頭采用焊接工字鋼。車站主體基坑支撐體系為：第一道為鋼筋砼支

6、撐，其余均為Φ609、t=16mm鋼支撐。（其中蓋挖段第一道支撐采用10001400鋼筋混凝土支撐，其余部分第一道支撐采用8001000鋼筋混凝土專業(yè)專業(yè)知識分享版分享版使命：加速中國職業(yè)化進程使命：加速中國職業(yè)化進程聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：075586153458施工、基底加設(shè)臨時鋼支撐、坑內(nèi)進行雙液注漿的被動土加固等必要措施。2）問題2——基坑內(nèi)樁基上浮工程中樁基都是在基坑開挖之前施工完成的，雖然在施工前對樁基進行了靜荷載試驗，但是在基

7、坑開挖過程中還是會出現(xiàn)問題。在基坑開挖之后，經(jīng)常會出現(xiàn)基坑坑底彈性回彈造成樁身混凝土被拉斷，造成一定程度的質(zhì)量事故。在基坑開挖之后，坑內(nèi)的土體會由于應(yīng)力變化出現(xiàn)松散，由于應(yīng)力的回彈造成樁不受原來靜摩擦力的約束而上移。同時由于原有樁下部受到土體的約束，產(chǎn)生向下的靜摩擦力，總之就是因為樁的上部產(chǎn)生向上的拉力，而樁的下部產(chǎn)生向下的拉力，最后導(dǎo)致樁本身受到軸向拉力，破壞樁本身的性能?；蛘呤情g接性地影響樁周圍側(cè)摩阻力的發(fā)展方向。主要的預(yù)防措施有：

8、在工程中先完成樁基礎(chǔ)部分施工，再進行開挖土方的方法回避基坑坑底土體回彈等一些因素的影響。經(jīng)過不斷的實踐總結(jié)得出一些深基坑開挖對土體回彈影響因素的關(guān)系，如：土體的壓縮性和類別、基坑開挖深度、工程中基坑的設(shè)計平面形狀以及樁本身的數(shù)量、密度和深度等。需要注意的是在一些場地比較狹小或者是基坑平面形狀是長條形的工程中，對于基坑的開挖選擇先樁基施工再開挖的順序比較好?？梢娫诨娱_挖過程中，不管是對于基坑內(nèi)樁基還是鄰近樁基，都會產(chǎn)生或多或少的影響，以

9、下就基坑開挖和樁基的相互作用進行分析討論。3基坑開挖對樁基相互作用一般性分析基坑開挖對樁基相互作用一般性分析隨著城市建筑不斷向高發(fā)展的趨勢，對于基礎(chǔ)的要求也隨之增加，基坑為了保證基礎(chǔ)施工的空間條件，也向著大、深的方向發(fā)展。但是在基坑開挖過程中，不可避免地會出現(xiàn)土體位移情況，對于基坑本身和鄰近的建筑物會產(chǎn)生或多或少的影響?；娱_挖與樁基的相互作用總得來說是基坑、土體與樁基三個體系的相互作用。首先，土體的下沉?xí)鹬車ㄖ痘c土體之間的負

10、摩擦力，使得樁基下沉；且鄰近建筑物樁基的樁身在一定范圍內(nèi)受到側(cè)向壓力，樁身軸線偏離原始位置，最終導(dǎo)致鄰近建筑物樁基不均勻下沉破壞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，影響建筑安全性能和使用壽命。即基坑開挖引起基坑圍護結(jié)構(gòu)變形和坑底隆起。其次，土體由于受到側(cè)向壓力的作用而產(chǎn)生一定的附加彎矩和應(yīng)力，當(dāng)壓力達到一定程度時就會破壞樁基本身，影響樁基所支撐的建筑穩(wěn)定性。影響基坑開挖對鄰近樁基作用的因素有很多如：基坑自身的開挖深度、基坑邊緣與樁基的距離、樁基本身的剛度、支護墻

11、的剛度、樁頭約束條件和基坑空間效應(yīng)等。針對這些因素，具體進行控制量討論，得出它們的相互關(guān)系?；娱_挖深度與鄰近樁基所產(chǎn)生的附加側(cè)移和彎矩成正比，樁身最大彎矩隨著樁基開挖深度的增加而增加且向下發(fā)展，并與開挖深度保持一定的關(guān)系。一般情況下，當(dāng)基坑支護墻剛度不相同的時候，基坑開挖對鄰近樁基產(chǎn)生的影響也不相同，當(dāng)支護墻剛度比較大的時候，對于鄰近樁基的影響反之減小。鄰近樁基由于基坑開挖產(chǎn)生的附加側(cè)移、彎矩與樁基和基坑邊緣之間的距離成反比，但是當(dāng)基