基坑開挖對單樁及群樁回彈位移的影響分析

高秦紅　李軍助

摘 要：在基地開挖建設(shè)中，其挖開的土坑內(nèi)土體會有一定回彈并使得基樁產(chǎn)生回彈作用，同時，基樁側(cè)面會有與周圍產(chǎn)生一定阻力系數(shù)。通過三維有限元方法根據(jù)基樁在開挖后回彈移位的分析，研究在開挖基坑情況下其樁體受到的力學影響，得出當基樁體數(shù)量與遮簾效應影響密切并基樁距的影響小于受樁數(shù)影響。

關(guān)鍵詞：基樁；基坑開挖；回彈位移

坑內(nèi)的基樁會在基坑開始動工前完成，當工程開始后基樁在于土體力作用和相互位置移動作用會發(fā)生改變，土體產(chǎn)生回彈通過樁土帶動作用力上移。樁體受到從下自上力推動會產(chǎn)生摩擦阻力，下部會產(chǎn)生與土體位的位置移動。

1 有限元模型以及想過模型材料參數(shù)

通過三維有限元呈現(xiàn)對基坑在開工中后單個和數(shù)個基樁回彈位置移動進行研究。對基樁體模型分析表面，用模型四分之一可以反映整個變化因而計算。當基坑深度是十米，其開挖寬度是四十米，相應的基樁長為四十米，下臥層厚度為二十米，基樁邊長定為d=0.8米，5*5的基樁群中心距為3d。通過線彈性模型的建立，讓樁周為相應的黏土，其樁端下臥層為沙土，可通過SSL試驗進行驗證得出，極限剪應數(shù)值，并根據(jù)數(shù)值高低和法向作用力高低判定極限剪應作用力需要移位的程度在一厘米單位內(nèi)，法向影響受到極限移動影響輕微。當用到相關(guān)研究關(guān)于極限剪應力和極限相對移之間的定義比值來表述的剛度值ks=πu/Δu，到處公式表述曲線為正比遞增，因而當基坑工程開始后其內(nèi)土體的作用力為向上向下和左右水平間進行力卸載負荷。并且向上向下的作用程度是高于左右水平作用度的。

2 單基樁體受到的影響

端承樁回彈位移動會帶來相應各部分回彈位置移動的影響，通過相應的ks=πu/Δu公式到處不同單基樁按參數(shù)不同對應數(shù)值不同，進而對設(shè)定數(shù)值分析在端承樁體內(nèi)的無量綱回彈位移WEp /（Δpd）與基樁土體剛性度Ep/Ec中的表示得出，并通過相應的推導得出在無量綱基樁頂部受到回彈性位置盈動WEp /（Δpd）也隨著相應的Ep/Ec產(chǎn)生線性遞增，同時自身回彈是不會產(chǎn)生力的帶動，當回彈量受到土體在力卸載符合后會產(chǎn)生基樁頂?shù)交鶚断嗷ラg線性位置力降低。

3 群基樁體回彈受到的影響

通過群基樁作用效果分析得出5*5模型并表述為正比上升的遞增曲線，得出相應的參數(shù)數(shù)據(jù)指出單基樁和地表出基樁圖解上的總土體位置變動中S0的95%并對5*5的群基樁，當其位置移動到土體的最大移動位置S0的55%后，其整體的樁體會大大制約相對移動和回彈的程度和降低，并且越偏進中心其回彈力越低。當土體產(chǎn)生回彈后相對與界面位置會產(chǎn)生平移，程度會低于土體移動位置。這個基單樁頂部會放大移動數(shù)值的35%，其群基樁頂部會放大移動為22%并受到遮簾效應的影響，其作用外側(cè)大小會遠低于內(nèi)側(cè)左右的大小。

通過（圖1）表述可以得出S0相應的變化程度。同時，相對土體在移動中所產(chǎn)生數(shù)值，對整個基樁周邊會產(chǎn)生移動摩擦阻力系數(shù)，同時負相對位移動產(chǎn)生的回彈會小于樁體的回彈，并且不同的位置移動會造成摩擦阻力大小和作用力的不同。通過（圖1）得出在上半?yún)^(qū)間土體會大于總基樁彈力大小，并且下區(qū)間土體回彈數(shù)值會小于彈量值。而把兩者作為整體的中性面當做過渡表述，可以得出在土體位置移動趨于0后，其在Z/L深度變化在0.66處，并整個的b和c中性面積表述為0.79作用。并因為群基樁在遮簾后的效應而在其深度上和中心基樁位置所移動程度小于外側(cè)基樁數(shù)值。通過對界面的定義表述可以得到在基樁圖相應位置移動大于6mm后產(chǎn)生位置的平滑移動，并在摩擦阻力上產(chǎn)生最大力。在相對位移產(chǎn)生單基樁最大作用力后，其相應的群基樁與中心基樁和相對基樁土之間的力會降低到最小值。并整個基樁長度控制在0.6范圍內(nèi)其整體在界面的摩擦數(shù)值會降低到最小區(qū)間。同時在5*5基樁群眾，這個a，b基樁數(shù)值會在摩擦到達最高值。當通過觀察在群基樁通過遮簾效應對周邊的阻力和摩擦數(shù)值作用后，通過回執(zhí)相應的參數(shù)比得出（圖2）表述，并可以看出在裝土得到相應位置移動后相應的力產(chǎn)生會有正比的影響。當每個樁體根據(jù)自身的長度不同而發(fā)生的阻力系數(shù)的不同，也可以通過（圖2）得到反映。

4 結(jié)語

基樁的回彈位移是受到周圍基樁圖相對的Ep/Ec剛度數(shù)值和下臥層Eb/Ec的作用的。基樁側(cè)圖體受到回彈力作用后引起的基樁體回彈，因而彈量在隨著周圍土體數(shù)值量增大而相應的減小。并且下臥層土體會產(chǎn)生回彈作用引發(fā)回彈量的增高，這部分Eb/Ec是變大并隨后降低的。在5*5群基樁在間距3d時，個樁體受到群基樁的遮簾作用的影響，進而引起了內(nèi)側(cè)樁體的回彈位置小于外側(cè)基樁體和中心基樁以及內(nèi)部基樁和角基樁的產(chǎn)生力的大小，并使之到到整體的極限。

參考文獻

[1] 黃茂松，王衛(wèi)東，鄭剛.軟土地下工程與深基坑研究進展[J].土木工程學報，2012（06）.

[2] 李琳，楊敏，熊巨華，李順群.被動樁樁土相互作用研究現(xiàn)況與分析[J].地下空間與工程學報，2012（S1）.

[3] 石英光，孫劍平，舒計城，劉國輝.基坑開挖對單樁豎向極限承載力的影響研究[J].山東建筑大學學報，2013（02）.