分層降水開挖對超大平面深基坑坑底回彈及樁基的影響

徐震 周維祥 曾盛

(上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司 200092)

引言

深基坑回彈問題是基坑工程中的一個難點。隨著大面積深基坑建設需求的大量涌現(xiàn)，深基坑回彈問題也越來越引起人們的重視[1-5]?；踊貜椓刻髸r，坑底土體在豎向上變形不均，易破壞先期實施結(jié)構(gòu)(樁、地墻、逆做結(jié)構(gòu)等)，且對建筑工后沉降有較大影響。本文通過基坑降水開挖交替進行的假定，建立深基坑開挖坑底回彈理論分析模型，研究降水次數(shù)對坑底最終隆起量的影響及演變過程；基于有限元平臺模擬了不同基坑降水次數(shù)對帶樁基坑中樁身軸力的影響。

1 基坑降水對坑底回彈的影響

基坑開挖過程中，降水和開挖一般需交替進行。根據(jù)經(jīng)典土力學理論，基坑降水減小土體孔隙水壓力，土體有效應力增加引發(fā)排水固結(jié)過程，其總沉降為：

其中，正常固結(jié)土在降水后有效應力大于原固結(jié)應力時，Ei＝Esi取壓縮模量，超固結(jié)土應按回彈再壓縮考慮，取Ei＝Eci。

相反，基坑開挖卸載，土體有效應力降低引發(fā)土體回彈，此時回彈量為：

其中：H為基坑回彈影響深度，∑ΔHi＝H。

鄭剛[4](2009)對天津市區(qū)某大型基坑坑底的粉質(zhì)黏土試樣(試樣高度30cm，土體重度γ＝20kN/m3，水重γw＝10kN/m3，孔隙比e＝0.694，壓縮系數(shù)α1-2＝0.238MPa-1)進行開挖降水交替作用下的三軸試驗模擬。試驗假定基坑深度25m，土樣參考模擬深度30m，基坑分三次開挖，并分別考慮了降水和不降水兩種模式。本節(jié)擬采用經(jīng)典壓縮/回彈理論對上述試驗進行分析，其中取

若土層滲透性一般，采用不降水直接開挖的方式，對應試驗應力路徑及土體試樣理論回彈結(jié)果見表1，由于每開挖一步都是卸載，所以每一步變形模量都是取回彈模量?！?br>