大面積深開挖對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越多。另一方面，我國沿海地區(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，對開挖前后抗拔樁的承載性狀進(jìn)行計算分析是一個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，本文針對大面積深開挖過程中樁～土相互作用問題進(jìn)行研究。首先，進(jìn)行了砂土中基坑開挖對抗拔樁極限承載力影響的模型試驗，研究了開挖深度、開挖直徑、坑底以下有效樁長對基坑開挖前后抗拔樁極限承載力的影響。試驗結(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，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。

3、>　　 然后，采用JCY型靜止側(cè)壓力系數(shù)固結(jié)儀對砂土（不同密實度）、飽和粉土和飽和粉質(zhì)粘土進(jìn)行了K0加卸載試驗，并采用K0加卸載模型對土體K0加卸載過程中的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)對抗拔樁極限側(cè)摩阻力影響的試驗裝置，針對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值對抗拔樁極限承載力的影響。試驗結(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加卸載模型計算樁周土體不同應(yīng)力路徑時樁土界面法向應(yīng)力，進(jìn)而計算抗拔樁極限承載力，計算值與實測值較為吻合。
　　 在上述單元體試驗及模型試驗的基礎(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，通過對算例的分析表明，兩種分析方法對大面積深開挖前后抗撥單樁承載性狀的計算結(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，對抗拔樁在后期承載過程中的荷載傳遞過程產(chǎn)生影響。
　　 采用ABAQUS三維有限元分析軟件，對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)、樁間距對其遮簾效應(yīng)的影響。分析結(jié)果表明，由于群樁的