基坑降水开挖对邻近群桩的影响及对策

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1、基坑降水开挖对邻近群桩的影响及对策摘要：以武汉地恢2号线循礼门年站下穿轻轨桥墩段为依托，采用考虑流固耦介作用的三维数值模拟方法探讨了深基坑降水开挖对邻近桩基的影响规律，并对几种措施的位移控制效果进行了分析；然后看重论述了被动区加固参数对桩基位移的影响.结果表明：通过优化降水方案来控制邻近桩基变形的效果比较明显;隔离桩、主动区加固和被动区加固都能一定程度地抑制桩基的水平位移，相比而言，被动区加固的效果更佳；被动区加周深度存在临界范围，加固体所在深度与最大水平位移出现的深度一致为宜.关键词：基坑；群桩；隔离桩；主动区加固；被动区加固；控制效果深基坑的开挖卸载必然导致坑周地衣沉降和地

2、层移动，对周围既冇构筑物产生影响其至导致破坏.对丁-既有桩基而言，基坑降水开挖引起的水平地层位移的影响往往更为显若，可能在桩身内产生过大的挠曲和弯矩，进而使上部结构功能失效；所以，探讨基坑降水开挖对邻近桩基的影响规律，寻求可行的变形控制对策是很有意义的.目前，己有学者■采用试验dt］和理论分析幻的方法针对该问题开展了大量的研究工作.但当边界条件复杂、地层变化多样或地下水丰富时，试验方法及理论方法并不能胜任，更快捷冇效的方法是数值模拟的方法.然而目前的模拟工作C9_，01只是侧重于分析某坑开挖对邻近桩某的影响规律,没有考虑基坑降水及开挖过程屮地下水与土体的流固耦合作用.针对各种工

3、程加固措施（如隔离桩、主动区加固、被动区加固等）对邻近桩基的变形控制效果及控制规律的研究还极为少见.本文依托武汉地铁2号线循礼门年站工程，采用考虑地下水与土体耦介作用的三维数值模拟方法探讨深基坑降水开挖对邻近轻轨桩基的影响规律；然后对各种工程加固措施的位移控制效果进行了分析，并着重论述被动区加固参数对轻轨桩基位移的影响规律.1工程概况及数值模型l.1基坑工程概况循礼门站周围建筑物密集，东侧为轻轨1号线高架桥，地连墙与轻轨桥墩承台的最小间距不足1•5m,如何控制施工对桩基的影响是重中之重.车站标准段宽30.5m.主体结构顶板覆土2•4〜5.3m,底板埋深20.5m,坑底位丁•粉细

4、砂层上.在轻轨桥墩附近采川盖挖顺作法矗工，盖挖段基坑宽23.5m,用护结构采用0.8m地连墙+内支撐（内支撐共设5道，笫2道为（P609（樂厚16mm）钢支撑，其余为钢筋混凝土支撑）.地连墙底部埋深5lm,进入强风化泥岩1.5m.场地地层分布见文献［11］中的图1.地下水冇上层滞水和承压水2种，上层滞水赋存于杂填土小，埋深为0.5〜2.0m.承压水赋存于粉细砂中，与上覆粉土粉砂互层构成统一承压含水层.轻轨桥墩的加固方案及加固范围见文献［11］中的图2.1.2三维弹塑性数值模型本文采用FLAC3D进行数值模拟，计算范用以盖挖段为中心，沿长度方向延伸220m,沿轻轨方向延伸230m

5、,竖向取至地表以下60m的深度（基岩面以下约12m），计算模型尺寸为220mx23Omx6Om,轻轨桥墩取至承台以上4m.所有对象均采用实体单元来模拟.注浆加固区、旋喷桩加固区等均简化为各向同性的均匀材料.模拟中，土体（包括旋喷桩加I卉I区及注浆加固区等）采川Mohr-Cou1omb屈服准则.而轻轨桥墩、隔离桩、地连墙、抗拔桩、临时立柱、支撑及冠梁等混凝土构件利钢构件则采用线弹性模熨.依据勘察报告，表1给出了部分材料的物理力学参数（其他物理力学参数见文献［11］中的表1）•模型的边界条件为：桥墩上农面为乖直荷载边界，4侧为法向约束，底面固定.Q2和Q*桥墩承受的上部结构最大竖向

6、荷载分别为16MN和15.2MN,将其转化为均布荷载，施加在模型中轻轨桥墩的上表面.表1材料主要物理力学参数材料°/（kg•m'3）EJMPa（。）ic/kPa旋喷桩加固区22001500.3428100轻轨桥墩、隔离桩、地连墙、混凝土撑、2500310000.20——冠梁及围機钢支撑、临时立柱78502100000.28—注：卩为密度卍“为变形模尿U为泊松比沖为内摩擦角;<为黏聚力.模型中考虑地F水与土体的流同耦合作川.宙于地连墙及止水帷幕已隔断承压水进入基岩，且由现场抽水试验可知，降水井内水位恢复相当缓慢，这表明深入基岩的止水帷幕和地连墙对地下水的阻隔效果较好，渗漏量很小，

7、因此对基岩、连续墙的透水边界条件进行适当简化，即假定基岩、连续墙为不透水介质.在模型的右、前、后3侧，由于地下水受长江的水力补给，设定为定水头边界；由于基坑为狭长矩形，模型左侧截断边界处基本不会冇地下水流入（出），因此设置为不透水边界；降水井侧壁处设置为定流量的泄漏边界.另外，由于桩和土、地连墙与土Z间存在明显的刚度差界，在受力过程中可能出现相对滑移，因此在桩与土、承台与土、地连墙与土之间的界面处设置了接触单元（Interface）.考虑到泥浆护壁成桩易形成“泥皮”，弱化了桩侧极限摩阻力.按