基坑开挖对现有建筑桩基影响数值分析

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近几十年来,城市工程建设发展迅速,地下空间的开发利用率逐步提高,基坑开挖施工技术已成为工程建设中主要的课题之一。这些工程场地常常位于城市人口密集地区,施工时不仅要保证基坑的稳定,还要满足变形的要求,而且还要确保基坑周围现有建筑物(构筑物)、地下管线和道路的安全。基坑附近的现有桩基由于受到土体的开挖而引起土体位移的作用影响,其变形特点不同于传统的主动桩,其属于典型的被动桩,由此引发一系列的工程问题,科研工作者和工程技术人员开始逐渐重视这些现象。基于此问题,本文针对基坑开挖对邻近现有桩基的影响进行了分析和讨论,比较系统的研究了基坑开挖后,土体对被动桩的作用机理,论文研究工作主要包括以下方面:1.理论分析和讨论部分首先,进一步完善了基坑开挖引起的位移场预测方法。对于基坑深度、支护结构及位移控制的特点,提出了一种主(被)动区土压力随支护结构位移发展过程的修正“m”值法,给出了由支护结构挠曲曲线预测基坑外的地层位移的解析算法;其次,建立了变形综合效应和桩基实际受荷历史的被动单(群)桩分析方法。针对被动单桩,提出了一种改进的非线性两阶段分析方法,该法能够更合理地考虑桩-土作用非线性特征、桩-土荷载传递应力历史及桩身纵横向变形综合效应等,最后,建立了桩-土界面剪切滑移特性的被动桩分析方法。2.工程实例与数值模拟分析根据北京一工程现场实例,根据现场监测结果,讨论了基坑开挖过程中,对邻近桩基础的影响因素,并基于FLAC3D软件平台,针对均质正常固结粘土地基,假设粘土地基在基坑开挖过程中处在不排水剪切状态,建立了基坑开挖对邻近既有桩基础影响的二维弹塑性总应力有差分方法的计算模型。然后通过数值模拟计算讨论了粘土的不排水抗剪强度、基坑开挖深度、支护结构弹性模量、内支撑刚度、桩基直径以及桩基距基坑开挖面距离等参数对桩基位移和弯矩的影响。
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