在城市環(huán)境中經(jīng)常進(jìn)行基坑開挖，但是這對(duì)鄰近建筑物的樁基會(huì)造成嚴(yán)重影響，會(huì)使土體發(fā)生位移，樁基發(fā)生變形，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致坍塌，另外土體的豎向位移會(huì)導(dǎo)致樁基符合的加重產(chǎn)生沉降，這嚴(yán)重影響著城市環(huán)境的安全，因而必須采取有效措施對(duì)鄰近基坑樁基側(cè)向變形進(jìn)行加固管理。在實(shí)際工作中，要分析不同的土層條件和不同的支撐情況，做好坑外主動(dòng)區(qū)加固和坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固，才能對(duì)鄰近基坑樁基側(cè)向變形進(jìn)行有效的管理，從而增強(qiáng)土體抵抗變形的能力和增強(qiáng)土體強(qiáng)度，確保城市環(huán)境的安全。

 　　一、基坑開挖與鄰近樁基的相互作用

 　　隨著城市基坑開挖工程的逐年增多，致使與之鄰近的樁基發(fā)生了一定的變化，這種變化逐漸進(jìn)入人們的視野，成為基坑開挖工程關(guān)注的焦點(diǎn)，也被基坑開挖設(shè)計(jì)者將其納入設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的范圍。在基坑開挖過程中，主要涉及基坑、土體及樁基三方面的相互作用，因此，基坑開挖變得相對(duì)復(fù)雜，問題的求解也變得相對(duì)困難。從力學(xué)的角度講，首當(dāng)其沖的就是基坑開挖與周圍土體間的相互作用問題，也就是開挖過程中會(huì)導(dǎo)致土體的圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，而坑底的隆起又會(huì)致使坑外的土體發(fā)生一定程度的垂直下降以及水平位置的偏移；其次就是土體及樁基間發(fā)生相互作用的問題，也就是說當(dāng)基坑開挖導(dǎo)致土體發(fā)生一定的位移時(shí)，土體發(fā)生的位移現(xiàn)象又會(huì)作用在樁上致使樁基也發(fā)生附加式位移以及彎矩。若如按上述的理解進(jìn)行分析，只有對(duì)三者進(jìn)行一定的結(jié)合，才能確保問題的解答。

 　　為了研究基坑開挖與鄰近樁基之間的相互作用，探討基坑加固對(duì)控制樁基側(cè)向變形的效果，本文通過有限元法，利用平面彈塑性有限元程序建立以下計(jì)算模型，設(shè)定土層為兩層，上層為軟土層20m，下層為土性較好的粉砂土層，物理力學(xué)參數(shù)如表1 所示。

 　　表1土層物理力學(xué)參數(shù)

 　　設(shè)定基坑開挖寬度為30m，深度為8m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，長(zhǎng)20m，厚度為0.8m，鄰近樁基 為雙排Φ700預(yù)制方樁，長(zhǎng)32m，樁間距2m，前排樁距離基坑邊緣10m。通過有限元法計(jì)算，建立模型網(wǎng)格。

 　　二、坑外主動(dòng)區(qū)加固

 　　在基坑工程發(fā)展的早些時(shí)期，由于其主要目的并不在對(duì)周圍樁基的保護(hù)上，因此只是注重了基坑自身的穩(wěn)定及其安全?，F(xiàn)如今，隨著工程密度的增加，在基坑開挖的過程中不僅要考慮到基坑及其周圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定及其安全，還應(yīng)考慮基坑開挖周圍的大環(huán)境。因而控制開挖可以從兩方面入手，一是控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和坑底隆起，減少其位移；二是最大限度的切斷周圍土體位移的傳播途徑?；谏鲜鏊枷?，基坑加固管理可以分為坑外主動(dòng)區(qū)加固和坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固。

 　　1.加固范圍

 　　坑外主動(dòng)區(qū)加固的基本原理是補(bǔ)償土層損失，并且切斷土體位移的傳播途徑，從而減少基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響，是一種被動(dòng)性的加固方法，也是當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大而無法通過改變支撐而采取的一種方法。

 　　據(jù)研究表明，當(dāng)加固深度某個(gè)數(shù)值時(shí)，樁身的最大位移開始逐漸下降，當(dāng)加固深度小于這個(gè)數(shù)值時(shí)，樁身側(cè)向位移和無加固相比沒有減小反而增大了。

 　　坑外加固存在界限加固深度，當(dāng)加固深度小于這個(gè)界限加固深度時(shí)會(huì)對(duì)鄰近基樁產(chǎn)生不利影響，當(dāng)加固深度大于這個(gè)界限深度時(shí)才會(huì)對(duì)樁基產(chǎn)生有利影響。其原理如下：當(dāng)加固深度較小時(shí)，整個(gè)加固體并不能阻止開挖引起的土體位移傳遞，反而會(huì)產(chǎn)生較大的剛性擠壓力，導(dǎo)致維護(hù)墻體主動(dòng)區(qū)的土壓力變大，引起墻體變形而產(chǎn)生土體位移，最終導(dǎo)致鄰近樁基附加變形；當(dāng)加固深度加大時(shí)能夠減少對(duì)墻體位移的影響，阻止開挖引起的土體位移向樁基的傳遞，從而不會(huì)引起樁基附加變形。

 　　2.加固位置

 　　加固體處于不同位置會(huì)對(duì)樁身造成不同程度的影響。

 　　從圖中可以看出，當(dāng)加固體鄰近樁基時(shí)唯一減小，當(dāng)加固體距離樁基在一定程度之外后，樁基最大位移出現(xiàn)增加的情況。因而在實(shí)際的加固中要保證加固深度的同時(shí)盡量靠近樁基進(jìn)行加固。

 　　三、坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固

 　　1.加固范圍

 　　通過本文研究發(fā)現(xiàn)，隨著基坑加固深度的增大，樁身側(cè)向位移會(huì)逐漸減小，最大位移會(huì)呈現(xiàn)下移，當(dāng)加固深度小于某個(gè)數(shù)值時(shí)，樁身側(cè)向位移會(huì)產(chǎn)生較大的減小幅度；當(dāng)加固深度大于這個(gè)數(shù)值時(shí)，位移減小的幅度逐漸降低，當(dāng)加固深度繼續(xù)增加時(shí)，對(duì)樁身位移造成的影響已不顯著。

 　　因而在基坑坑底被動(dòng)區(qū)的加固存在一個(gè)有效加固范圍，當(dāng)加固深度在這個(gè)深度范圍時(shí)能夠?qū)ν馏w的位移進(jìn)行有效控制，能夠減少對(duì)鄰近樁基造成的影響。因而在實(shí)際工作中要控制好加固深度，當(dāng)加固深度小于有效加固范圍時(shí)不能有效控制樁基的位移，當(dāng)加固深度超出有效加固范圍后將造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)；要使加固深度處在有效加固深度范圍內(nèi)，選擇合理有效的加固深度，要保證周圍環(huán)境的安全，也要節(jié)省工程的造價(jià)成本，避免不必要的浪費(fèi)。

 　　2.加固程度

 　　加固程度主要是指加固體本身抵抗變形的能力，在加固體的選取上多采用水泥土加固體，其置換率是衡量加固程度的一個(gè)重要指標(biāo)，并通過不同的彈性模量來反映加固程度的強(qiáng)弱。通過研究發(fā)現(xiàn)，樁身位移隨著彈性模量的增加而減小，當(dāng)加固體彈性模量大于某個(gè)數(shù)值后樁身最大位移處于一個(gè)平穩(wěn)值。

 　　在加固基坑時(shí)存在一個(gè)最優(yōu)置換率的問題，當(dāng)加固體的置換率達(dá)到最優(yōu)置換率后能夠提高水泥土置換率對(duì)控制樁身側(cè)移的影響，超過這個(gè)最優(yōu)置換率后在提高置換率效果已經(jīng)不顯著。因而在實(shí)際工作中，要確定水泥土的最優(yōu)置換率，從而最大限度的加強(qiáng)加固體對(duì)控制樁基位移的影響。

 　　結(jié)語：

 　　本文通過有限元法分析了基坑開挖與鄰近樁基的相互作用，指出加固位置、加固程度、加固范圍對(duì)樁基側(cè)向變形的影響，并采取從坑外主動(dòng)區(qū)和坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)采取不同的加固管理方法，取得了良好的加固效果。其中在實(shí)際工作中要注意坑外加固中的界限加固深度，坑內(nèi)加固中的最優(yōu)加固寬度和有效加固深度。只有根據(jù)實(shí)際情況，分析不同的土層條件和不同的支撐情況，做好坑外主動(dòng)區(qū)加固和坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固，才能對(duì)鄰近基坑樁基側(cè)向變形進(jìn)行有效的管理，從而增強(qiáng)土體抵抗變形的能力和增強(qiáng)土體強(qiáng)度，確保城市環(huán)境的安全。

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標(biāo)簽：變形加固、鄰近基坑樁基

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文章名稱：《試論鄰近基坑樁基側(cè)向變形加固管理方法》

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