高层邻建下基坑工程模型试验研究

• 作 者: 田静成
• 机 构: 中国地质大学(北京)
• 出 处: 中国地质大学(北京)
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 模型试验 基坑工程 高层邻建 复合地基 悬臂排桩支护

高层建筑林立的同时,基坑工程中遇到高层邻建的情况也越来越多,基坑侧壁实则是一个长方形的“土柱”,在土压力的计算与支护结构的设计上常有争论。在京、津两地,基坑工程经常遇到高层邻建的地基为CFG桩等刚性桩复合地基,由于复合地基不能像桩基础一样将荷载全部传递到地下较深的持力层,而是靠桩与桩间土以及下卧层相互协调变形,此时的“土柱”实为非有限土体,给支护结构设计带来更多复杂的影响因素,导致支护结构的设计没有可靠的依据。本文针对基坑工程中遇到高层邻建且其基础为刚性桩复合地基的情况,通过模型试验模拟两个基坑开挖过程,一是没有邻建的情况下排桩支护结构受力和位移变化特性;二是基坑工程有高层邻建并且邻建的基础为刚性桩复合地基的情况下,基坑开挖过程中护坡桩受力和位移变化特性以及复合地基沉降变化规律。全程监测护坡桩弯矩、土压力、桩顶位移、复合地基沉降等数据的变化,并对试验数据整理及对比分析,归纳总结,得出如下结论:⑴“土柱”—非有限土体,并不是孤立存在的,基坑支护结构、邻建复合地基以及所谓“土柱”三者之间在整个基坑开挖过程中都存在复杂的相互作用。⑵基坑没有邻建的情况下,支护结构的位移以水平方向为主,而在基坑有邻建的情况下,支护结构的位移以垂直方向为主。⑶当基坑开挖深度小于等于邻建复合地基加固深度时,支护结构受力比基坑没有邻建的情况下更均匀,数值更小,桩身强度发挥更充分,基坑更加稳定。⑷当基坑开挖深度大于邻建复合地基加固深度时,桩身弯矩值大,荷载作用形式变化频繁,荷载变化幅度大,比基坑没有邻建的情况下更不稳定。⑸在开挖过程中,复合地基对支护结构荷载作用方式的调整是自上向下进行的,调整的结果是使荷载数值变小,沿桩身分布更均匀。⑹复合地基对支护结构的应力调整的是将应力向护坡桩桩端持力层转移,持力层通过变形来消化这部分应力。此次模型试验桩端持力层即邻建复合地基下卧层,如没有“土柱”将护坡桩与邻建的复合地基隔开,邻建在开挖过程中的沉降定会加剧。