基坑開挖與臨近樁基相互作用研究

溫少華（華北冶建工程建設(shè)有限公司邯鄲第一建筑分公司,河北 邯鄲 056003）

基坑開挖與臨近樁基相互作用研究

溫少華
（華北冶建工程建設(shè)有限公司邯鄲第一建筑分公司,河北 邯鄲 056003）

摘 要：基坑開挖時(shí)，臨近建筑物的樁基將受到開挖引起土體位移的作用，導(dǎo)致樁身產(chǎn)生附加應(yīng)力、彎矩和側(cè)向位移。為此，基坑開挖的時(shí)候，必須對(duì)臨近樁基項(xiàng)目作用展開分析，從客觀上搜集較多的數(shù)據(jù)和信息，以此來鞏固基坑開挖的有效性。

關(guān)鍵詞：基坑開挖；樁基；相互作用

在城市中進(jìn)行基坑開挖的時(shí)候，臨近樁基的相互作用比較明顯，主要表現(xiàn)在樁身附加彎矩、應(yīng)力和位移。從作用力的角度來分析，當(dāng)附加彎矩、應(yīng)力以及位移達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，將會(huì)引起臨近樁基變形超過限度，甚至是對(duì)臨近樁基造成較大的破壞，進(jìn)而引起樁所支撐的構(gòu)筑物出現(xiàn)失穩(wěn)或者破壞的情況，不僅僅會(huì)造成安全事故，同時(shí)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生活產(chǎn)生影響。在此，本文主要討論基坑開挖與臨近樁基相互作用。

1 計(jì)算模型

為了更好的研究基坑開挖與臨近樁基的相互作用，需要在實(shí)際的計(jì)算中，設(shè)定針對(duì)性的計(jì)算模型，一方面鞏固樁基，另一方面減少基坑開挖所造成的影響。從具體的工作來看，計(jì)算模型的設(shè)計(jì)，主要是為了獲得更多的數(shù)據(jù)與信息，通過與實(shí)際工作的有效結(jié)合，來鞏固已有的建設(shè)成果。為了能夠系統(tǒng)的研究基坑開挖臨近樁基的受力和變形特性，應(yīng)在設(shè)計(jì)計(jì)算模型的時(shí)候，采用比較簡(jiǎn)單的土層分部，首先假定土體由兩層組成，上層為軟粘土，下層為砂土，土性參數(shù)根據(jù)相應(yīng)的數(shù)值參數(shù)來決定。由于目前的計(jì)算設(shè)計(jì)模型較多，在此，本文主要論述一個(gè)較為簡(jiǎn)單的計(jì)算模型：首先，應(yīng)搜集整個(gè)計(jì)算區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，并且對(duì)以往的一些研究成果進(jìn)行整理。在計(jì)算區(qū)域內(nèi)，對(duì)樁基施加基礎(chǔ)應(yīng)力，同時(shí)，開展平衡檢查，在上述的兩項(xiàng)工作后，開展相應(yīng)的基坑開挖工作。其次，在開挖的區(qū)域內(nèi)，土體部分主要是采用空氣單元進(jìn)行模擬，該模擬方法比較簡(jiǎn)單，操作方便。由此可見，計(jì)算模型的設(shè)定，在很多方面都能夠?yàn)榛娱_挖與臨近樁基相互作用，提供較多的參考資料，同時(shí)在實(shí)際的工作中，還能取得較為積極的成果，日后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)深入研究。

2 基坑開挖與臨近樁基相互作用分析

從目前的建設(shè)工作來看，很多地區(qū)的基坑開挖力度都比較大，對(duì)臨近樁基的相互作用非常突出，倘若處理不好，勢(shì)必會(huì)造成臨近樁基的損壞，構(gòu)成嚴(yán)重的安全威脅。目前，很多城市都在通過建筑行業(yè)來提高經(jīng)濟(jì)水平，但土地面積的減少和人口的不斷增多，導(dǎo)致基坑開挖與臨近樁基相互作用不斷的增加。在此，本文主要對(duì)這種相互作用進(jìn)行論述。

2.1 臨近樁基對(duì)基坑開挖所引起變形場(chǎng)的影響

對(duì)于基坑開挖而言，受到的限制性條件不斷增加，在多數(shù)情況下，臨近樁基對(duì)基坑開挖所引起變形的影響不斷增大。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，可以通過設(shè)置樁排來解決這種變形場(chǎng)的影響。首先，在實(shí)際的基坑開挖中，需結(jié)合實(shí)際情況來合理的設(shè)置樁排，該項(xiàng)工作的優(yōu)勢(shì)在于，墻后土體側(cè)向位移將會(huì)持續(xù)減少，至樁排前已經(jīng)較小。之后，由于土體會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的繞流作用，臨近樁基后土體的位移會(huì)在客觀上有所增加。但是，從總體上的工作來看，樁基后土體側(cè)移相對(duì)于沒有樁基的情況下，有了很大的減少。其次，部分地區(qū)的施工條件比較多，要照顧到自然條件和人文條件的各種限制，為此，可在實(shí)際的工作中，通過采用一定剛度的隔離樁來保護(hù)基坑附近的重要構(gòu)筑物，一方面成本不是很高，另一方面在保護(hù)效果上比較理想。由此可見，臨近樁基對(duì)基坑開挖所引起變形場(chǎng)的影響還是比較大的。目前的建筑規(guī)模在很大程度上有所提升，基坑開挖的深度也在不斷的增加。未來，臨近樁基所產(chǎn)生的變形場(chǎng)影響還會(huì)持續(xù)的增大，因此需要對(duì)這種變形場(chǎng)開展深入分析，尤其是相鄰領(lǐng)域的研究，這樣才能獲得更好的成果。

2.2 基坑開挖的空間效應(yīng)分析

對(duì)于基坑開挖而言，其與臨近樁基的空間效應(yīng)是比較突出的。首先，空間是有限的，在有限的空間內(nèi)不斷的開挖新的基坑，將會(huì)導(dǎo)致臨近樁基的影響持續(xù)增大，尤其是近幾年的一些大建筑物，這些建筑物所產(chǎn)生的空間效應(yīng)都在不斷的增大。其次，基坑開挖的過程中，涉及到土體的移動(dòng)和回填，并且會(huì)在很大程度上影響到固有建筑物的穩(wěn)定性。第三，空間效應(yīng)的影響范圍較大，涉及到城市的合理規(guī)劃和地域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，此時(shí)若想更好的安排空間，就必須照顧到基坑開挖與臨近樁基的相互作用。經(jīng)過大量的研究和分析，認(rèn)為當(dāng)基坑開挖至8.0m深度、樁排軸線離基坑邊緣4.0m時(shí)，各樁的樁身位移和彎矩變化圖，各樁位置比較突出。其中樁身位移是指指向基坑一側(cè)的位移，彎矩也是相對(duì)樁排軸線的彎矩，樁身彎矩是按照彈性地基梁理論對(duì)樁身高斯點(diǎn)的垂直應(yīng)力進(jìn)行積分得到。從實(shí)際的工作可以發(fā)現(xiàn)，樁所處的位置不同，各樁樁身所產(chǎn)生的附加位移和彎矩變化很大。在今后的工作中，需要對(duì)這種空間效應(yīng)展開進(jìn)一步的研究，否則很難保證基坑開挖的工作順利。

2.3 不同開挖深度影響分析

基坑開挖與臨近樁基的相互作用，除了在上述的兩個(gè)方面具有突出表現(xiàn)外，不同開挖深度的影響也在不斷的提升。此時(shí)，我們應(yīng)考慮到基坑開挖深度的提升該采取哪些針對(duì)性的方案，否則很難保證基坑開挖的順利。結(jié)合以往的工作成果和當(dāng)下的工作標(biāo)準(zhǔn)，不同開挖深度的影響，主要集中在以下幾個(gè)方面：第一，基坑開挖深度的不同，對(duì)臨近樁基的附加作用也不同。基坑開挖深度與建筑物的高度和空間安排，具有很大的關(guān)系。第二，經(jīng)過不斷的研究，發(fā)現(xiàn)隨著開挖深度的持續(xù)增加，樁基側(cè)移和彎矩顯著增大，其增長(zhǎng)率大于開挖深度的增長(zhǎng)率。為此，在基坑開挖深度不斷提升的時(shí)候，必須采取較強(qiáng)的保障性措施，否則很容易造成臨近樁基的較大傷害，甚至存在坍塌的危險(xiǎn)。第三，樁身最大彎矩隨著開挖深度的不斷增大而增大，其出現(xiàn)位置也會(huì)不斷的向下發(fā)展，和開挖深度保持高度一致。

3 總結(jié)

本文對(duì)基坑開挖與臨近樁基相互作用展開討論，從現(xiàn)有的工作來看，基坑開挖與臨近樁基相互作用已經(jīng)得到了有效的研究，總體上的研究結(jié)果還是比較積極的，可將得到的數(shù)據(jù)與資料應(yīng)用到建筑物的修建和基坑開挖當(dāng)中，并且以此來鞏固建筑物的修建質(zhì)量。未來，我們需要進(jìn)一步開展基坑開挖與臨近樁基的相互作用，并且將階段性的成果不斷的應(yīng)用到實(shí)際的建設(shè)工作中，以此來獲得更高的修建質(zhì)量和修建效率，促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]葛愛兵,張飛,李飛,徐勁.深大基坑開挖對(duì)樁基的影響及其檢測(cè)技術(shù)問題研究[J].施工技術(shù),2014(02):71-75.