擠土工程樁對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響

目錄摘要 ⅠAbstract Ⅱ第一章緒論 1§1引言 11.1問題的提出 11.2研究應(yīng)用現(xiàn)狀 11.3研究的思路及目的 3單樁擠土效應(yīng)理論分析與總結(jié) 42.1引言 42.2靜壓樁沉樁孔擴(kuò)張理論分析 42.2.1利用圓筒形空擴(kuò)張理論分析單樁沉樁過程 42.3考慮樁徑大小對擠土效應(yīng)的影響 142.4靜壓樁沉樁對土體強(qiáng)度的影響 172.5靜壓樁沉樁時超靜孔隙水壓力對周圍環(huán)境影響 17第三章基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力計算18引言 18“m”法計算原理在懸臂結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用 18計算模型的建立 183.2.2具體土壓力計算過程分析3.2.3實例分析 21基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力計算的其他研究成果簡介 28第四章擠土效應(yīng)對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響 30引言 30工程實例分析 31基坑支護(hù)方案 31管樁沉樁后擠土對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的影響 31總結(jié) 35結(jié)論 35進(jìn)一步研究的可行性 35參考文獻(xiàn) 36致謝 37摘要本文主要分析了單樁擠土效應(yīng)和懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力計算方法?；趫A孔擴(kuò)張理論，假定土體為Tresca材料和Mohr-Coulomb材料，分別獲得了單樁沉樁后的塑性區(qū)、彈性區(qū)的應(yīng)力場和位移場；將懸臂支護(hù)樁分成兩部分：基坑底部以上部分按懸臂梁計算，基坑底部以下按“m”法計算。結(jié)合“m”法和朗肯土壓力計算法，提出了作用于懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力及支護(hù)樁截面的內(nèi)力表達(dá)式；最后，結(jié)合一工程實例，探討了單樁擠土效應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)上土壓力的影響，并總結(jié)了其影響因素，得出了一些有價值的結(jié)論，為今后進(jìn)一步的理論研究與工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：圓孔擴(kuò)張理論;“m”法;土壓力；基坑支護(hù)AbstractInthispaper,soilcompactioneffectofsinglepileandcalculationmethodofearthpressoncantileversupportstructureismainlydiscussed.Basedoncylindricalcavityexpansiontheory，thesolutionsofcylindricalcavityexpansionproblemsareproposedforTrescamaterialsandMohr-Coulombmaterials;“m”methodandRankieEarthpressTheoryareusedtodeducethecalculationformulaoftheearthpressonthecantileversupportstructureandtheinternalforceofthepilesection.Finally,throughoneengineeringproject,theinfluencingfactorsofthesinglepilecompactioneffectontheearthpressofthecantileversupportstructureareconcluded.Someconclusionsareobtained,whichprovidesreferenceforfurtherstudy.Keywords:Cylindricalcavityexpansiontheory;“m”method;earthpress;retainingoffoundationpit第一章緒論§1引言1.1問題的提出隨著我國改革開放經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，沿海地區(qū)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，大量高層建筑也如雨后春筍般拔地而起，由于大量高層建筑的興起，帶動了基坑工程領(lǐng)域的發(fā)展，特別是20世紀(jì)90年代以來，基坑工程的設(shè)計理論和施工技術(shù)日益進(jìn)步，涌現(xiàn)了各種符合我國國情，特別是沿海軟土特點(diǎn)的實用基坑支護(hù)方法。但現(xiàn)有的基坑工程設(shè)計理論和施工技術(shù)均以靜態(tài)的力學(xué)分析方法來進(jìn)行基坑支護(hù)分析，沒有考慮工程建設(shè)本身對基坑工程中土與結(jié)構(gòu)相互作用的影響，由此而造成的基坑失穩(wěn)事故屢有發(fā)生，其中由于沉樁的擠土效應(yīng)對周圍基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響也日益受到關(guān)注。近些年來，隨著高層建筑物的大量興建，特別是在沿海軟土地區(qū)和用地緊張地區(qū)，在密集建筑群中建造高層房屋，沉樁造成的鄰近建筑物和地下公用設(shè)施破壞的事例時有發(fā)生。1.2研究應(yīng)用現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外關(guān)于沉樁擠土效應(yīng)對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)影響的理論研究方面進(jìn)行的工作很少，而在實際工程中遇到此類問題，往往采取保守措施進(jìn)行施工，雖然能保證工程的安全，但造成了經(jīng)濟(jì)和資源的浪費(fèi)。理論來源于實際，又反過來指導(dǎo)實踐，使之更加成熟、完善。對某一課題的綜合性研究往往不是一蹴而就，需要科研人員長期的研究、實踐，一步一步走向成功。從這個角度看，本課題目前還是有一定的研究發(fā)展，例如對沉樁擠土效應(yīng)對周圍環(huán)境的影響的研究國內(nèi)外學(xué)者都有很多研究成果，對于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的理論研究也很深入，這對于進(jìn)一步研究兩者的相互作用提供了良好的依據(jù)。下面分別從兩者各自的發(fā)展進(jìn)行闡述。靜壓沉樁時產(chǎn)生的擠土效應(yīng)以及對周圍環(huán)境的影響是多方面的。主要有以下幾點(diǎn)：1）沉樁時在壓樁區(qū)一定范圍內(nèi)產(chǎn)生土體水平位移。2）沉樁時對周圍土體的擠壓作用導(dǎo)致土體的垂直隆起。3）沉樁過程中，特別是在飽和軟土中沉樁；會產(chǎn)生很高的超孔隙水壓。4）沉樁時樁對土體的擾動，使樁身周圍土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，尤其對于具有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性軟粘土，樁周土實際上是一個被撕裂，破壞，擾動和重塑的過程。對沉樁引起的一系列影響，國內(nèi)外的工程專家早已對其進(jìn)行了研究。主要分為理論研究和試驗研究兩種。在理論研究方面，Vesic（1972）采用相關(guān)流動的Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則。給出了壓縮理想彈塑性土的圓孔擴(kuò)張問題的基本解。Baligh（1985）提出了應(yīng)變路徑法，此法利用一個點(diǎn)源和一個均勻的豎直方向的流場相結(jié)合，模擬出一個光滑的圓頭樁沉入過程，得到了獨(dú)立于本構(gòu)關(guān)系的應(yīng)變場，從而求出土中的應(yīng)力。CarterJPetal（1979）提出了沉樁模擬的有限元法。在分析過程中不僅考慮其材料的非線性，也要考慮幾何非線性。在試驗研究方面，主要是對樁的承載力的研究，Seed﹠Reese（1959）和Eideetal（1961）在工程中發(fā)現(xiàn)樁打入粘土后承載力下降，認(rèn)為這是由于超靜孔隙水壓力隨時間消散引起的。國內(nèi)早在50年代末，已積累了一些樁承載力隨時間增長的規(guī)律。李雄（1992）進(jìn)行了靜力試樁研究時效研究影響，并測定了樁身荷載傳遞。胡中雄（1985）歸納了上海地區(qū)一些工程的單樁承載力，樁側(cè)摩擦力與時間的關(guān)系。相對于樁的擠土效應(yīng)的研究，基坑工程是巖土工程中一個古老的課題。Terzaghi和Peck等人早在20世紀(jì)40年代就提出了預(yù)估計挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的總應(yīng)力法，這一原理一直沿用至今，但已有了許多改進(jìn)和修正。Bjerrum和Eide在20世紀(jì)50年代給出了分析深基坑底板隆起的方法?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的形式有多種，關(guān)于基坑支護(hù)上的土壓力計算方法，大致可分為自由端法、彈性線法、相當(dāng)梁法、K法和m法以及一些經(jīng)驗半經(jīng)驗的方法，隨著電子計算機(jī)的普及，用有限元法分析基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)，模擬各道支撐、被動區(qū)土體等邊界條件、約束條件，計算結(jié)果較為安全、有效。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，為了總結(jié)我國深基坑支護(hù)設(shè)計與施工經(jīng)驗，開始著手編制深基坑支護(hù)設(shè)計與施工的有關(guān)法則，現(xiàn)已編制了多部國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方的相關(guān)法規(guī)。研究的思路及目的本文的撰寫上想在Vesic的圓孔擴(kuò)張理論基礎(chǔ)上再次求解半無限平面內(nèi)沉樁時的應(yīng)力場和位移場，又采用“m”法和朗肯土壓力結(jié)合的方法計算懸臂基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力，最后結(jié)合實際工程對擠土效應(yīng)對基坑支護(hù)上土壓力的影響作了一些有意義的探討。本文的寫作目的很大一部分是在學(xué)習(xí)由本課題引申出的一些問題的理論知識，培養(yǎng)自己查閱文獻(xiàn)的能力；并希望在本文的寫作過程中學(xué)到一些有益的知識和積累寫論文的經(jīng)驗，為今后的學(xué)習(xí)工作打下一個良好的基礎(chǔ)。單樁擠土效應(yīng)理論分析與總結(jié)2.1引言對于單根工程樁的擠土效應(yīng)的分析方法主要有Vesic（1974）的圓柱擴(kuò)孔理論，該理論將樁入土的過程看作是無限土體中圓柱孔擴(kuò)張的問題，并求出了問題的一般解，用該理論來分析沉樁對周圍土體的影響，不僅簡單，理論性強(qiáng)，而且還考慮了沉樁過程中土的塑性變形問題，因此在實際工程中此方法應(yīng)用廣泛。本論文根據(jù)需要對初始孔徑趨于零的情況，分別對Tresca材料和Mohr-Coulomb材料用Vesic方法進(jìn)行了詳細(xì)的理論過程推導(dǎo)。得出了在兩種材料情況下沉樁完成后塑性區(qū)任一點(diǎn)的徑向和切向應(yīng)力大小，塑性區(qū)的半徑和彈塑性交界面的位移大小，擴(kuò)孔后孔內(nèi)最終徑向壓力，彈性區(qū)任意點(diǎn)的徑向、切向應(yīng)力大小和位移。并討論了不同樁徑的樁沉樁時對土體彈塑性區(qū)位移場和應(yīng)力場的影響，最后簡要總結(jié)了參考文獻(xiàn)對沉樁過程中對土體強(qiáng)度的影響，樁擠土對超靜孔壓的影響。2.2靜壓樁沉樁孔擴(kuò)張理論分析2.2.1利用圓筒形空擴(kuò)張理論分析單根靜壓樁沉樁過程1、基本假定：土體是完全飽和的、均勻，各向同性的理想彈塑性材料。土體初始孔徑很小，且擴(kuò)孔的范圍是在無限大的土體中進(jìn)行。土體屈服服從Tesic屈服準(zhǔn)則或Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則。小孔擴(kuò)張前不考慮土中的初始應(yīng)力。不考慮孔壁豎向摩擦力的影響，忽略體力大小。2、單樁沉樁過程的描述與分析將靜壓樁沉入土體的過程看作是土體中的圓孔在均勻內(nèi)壓力作用下發(fā)生擴(kuò)孔現(xiàn)象的過程。土體在均勻孔壁內(nèi)壓力的作用下，徑向受壓。當(dāng)較小時，孔周圍土體處于彈性狀態(tài)；當(dāng)值增大到某一臨界狀態(tài)值時，孔周圍土體開始發(fā)生屈服，進(jìn)入塑性狀態(tài)；隨著值繼續(xù)增大，塑性區(qū)半徑不斷向外擴(kuò)張，形成一環(huán)狀的塑性區(qū)；在塑性區(qū)外，土體仍然保持彈性狀態(tài)。設(shè)小孔的初始半徑為（很?。讛U(kuò)張過程中孔徑為，塑性區(qū)最終半徑為，孔擴(kuò)張的最終半徑為（為以知量），相應(yīng)的孔內(nèi)壓力最終值為在半徑以外土體保持彈性狀態(tài)。如圖（2—1）所示：3、問題的解答基本方程由于圓柱擴(kuò)孔問題是平面應(yīng)變軸對稱問題，故由彈性理論和塑性理論都適用的平衡方程得：+=0（2—1）式中：為土體徑向應(yīng)力；為土體切向應(yīng)力；r為計算半徑。幾何方程：（彈塑性理論均符合）=（2—2）=（2—3）式中，為徑向應(yīng)變，為環(huán)向（切向）應(yīng)變，為徑向位移。彈性階段本構(gòu)方程為廣義虎克定律：=（）（2—4）=（）（2—5）式中，為泊松比，為材料的彈性模量。對于Tresca材料，材料屈服表達(dá)式為：–=2（2—6）式中：為Tresca常數(shù)。即材料的抗剪強(qiáng)度。對于Mohr-Coulomb材料，材料的屈服表達(dá)式為：（–）=（+）+2（2—7）式中：，分別為土體的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力。（2）圓孔擴(kuò)張問題彈性階段的解答：彈性區(qū)范圍：={|≥，＜}∪{|≥，≥}在彈性區(qū)內(nèi)，根據(jù)彈性理論的平面軸對稱問題，可設(shè)應(yīng)力函數(shù)為：=Aln+Bln+C+D（2—8）于是，徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力可表示為：==+B（1+2ln）+2C（2—9）==+B（3+2ln）+2C（2—10）根據(jù)邊界條件確定參數(shù)A、B、C。當(dāng)r=時，=；當(dāng)=∞時，=0；且由于函數(shù)的單值條件可得B=0。故可得其余參數(shù)代入式（2—9）得A=，C=0。因此：=㏑。將代入（2—9）、（2—10）得=（2—11）=（2—12）從式（2—11），（2—12）可以得出在彈性區(qū)內(nèi)：=（2—13）將式（2—3）代入式（2—5）結(jié)合式（2—13）得：=（）=（2—14）即為彈性區(qū)位移的表達(dá)式。結(jié)合以上分析我們可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)時，（2—15）（2—16）=（2—17）以上三式便是在在彈塑性交交界處徑向向，切向和和徑向位移移值（既滿滿足彈性區(qū)區(qū)界條件又又滿足塑性性區(qū)的邊界界條件）。（3）圓孔擴(kuò)張問題題的塑性區(qū)區(qū)解答在塑性區(qū)={||≤≤，≥}內(nèi)，材料料在荷載作作用下產(chǎn)生生屈服的形形狀是很復(fù)復(fù)雜的，一一般用屈服服準(zhǔn)則來描描述材料的的屈服特性性。材料的的性狀是客客觀的，而而屈服的條條件是主觀觀建立的，在在不同的屈屈服準(zhǔn)則下下，材料塑塑性發(fā)生的的規(guī)律是不不同的，在在此僅討論論Tressca材料和Mohrr-Couulombb材料。a）Tresca材材料當(dāng)孔內(nèi)壓力增至至臨界壓力力時，在孔孔壁處開始始屈服。將將（2—11），（2—12）式代入入（2—6）式得彈彈塑性臨界界擴(kuò)張壓力力為：=（2—18）當(dāng)時，屈服面向外外擴(kuò)張，塑塑性區(qū)不斷斷擴(kuò)大，此此時；將（2—6）式代入入（2—1）式得：：+=0（2—19）分離變量解此微微分方程得得=ln+D，式中D為積分常常數(shù)，有邊邊界條件確確定；由時，=得，D==+ln；代入入微分方程程的解得：：=ln（2—20）將上式代入（22—6）式得：：=（ln++1）（2—21）以上兩式便是在在塑性區(qū)范范圍內(nèi)徑向向和切向表表達(dá)式，式式中孔壓最最終值仍為為未知量，需需要補(bǔ)充變變形協(xié)調(diào)條條件求出。因為Tresca材材料的塑性性體積應(yīng)變變?yōu)榱?，忽忽略塑性區(qū)區(qū)內(nèi)材料在在彈性階段段的體積變變化，即認(rèn)認(rèn)為塑性區(qū)區(qū)總體積不不變，則圓圓筒形孔的的體積變化化等于彈性性區(qū)體積變變化。由圖圖1可得：（2—22）式中，為塑性性區(qū)外側(cè)邊邊界的徑向向位移。展開式（2—222）；略去去的平方項項及項得：：（2—23）在彈塑性交界處處（r=），=，代入式式（2—20）得：=ln（2—24）將上式代入（22—17）式得：：=（2—25）在=處有，–=2（滿足Tressca屈服條件件）；又同同時滿足彈彈性區(qū)=；故=。結(jié)合式式（2—17），（2—23）得：22（2—26）式中，為剪切模模量，=。將上式代入（22—24）式結(jié)合合（2—26）式得：：=ln=（1+ln（2—27）考慮土體的不可可壓縮性，則則+=0。利用幾幾何方程有有，分離變變量積分得得：，C為積分常數(shù)。根根據(jù)邊界條條件在=處有，=，代入式式（2—17）得：C=，故求得塑塑性區(qū)徑向向位移：=（2—28）由式（2—277）確定的的值代入式（2—20），（2—21）可以確確定塑性區(qū)區(qū)范圍內(nèi)的的，值，現(xiàn)列列如下：=（2—29）=（2—30）式中；為沉樁后后孔的最終終半徑（即即樁的半徑徑）。將式（2—266），（2—27）代入式式（2—11），（2—12），（2—14）求得沉沉樁后彈性性區(qū)土體任任意點(diǎn)的應(yīng)應(yīng)力和位移移?，F(xiàn)列如如下：=（2—31）=（2—32）=（2—33）b）Mohr-Cooulommb材料當(dāng)孔內(nèi)壓壓力增至臨臨界壓力時時，材料在在孔壁r=處開始始屈服。將將式（2—11）代入（2—7）式得：：（2—34）當(dāng)時，屈屈服面向外外擴(kuò)張，塑塑性區(qū)不斷斷擴(kuò)大。由由式（2—1）平衡方方程結(jié)合式式（2—7）得：（2—35）設(shè)（A，B為常量）故式（2—355）改寫成成：（2—36）求解之，分離變變量得：式中，D為積分分常數(shù)。將將上式略作作簡化得：：，其中設(shè)設(shè)，則=（2—37）由邊界條件=時，r=得：，代入入上式得：：=（2—38）其中由得：=（2——39）將上式代入（22—7）式得：：=（2—440）由以上兩式表明明，在已知知圓筒壓力力終值和樁樁徑的條件件下即可求求得塑性區(qū)區(qū)徑向應(yīng)力力值和切向向應(yīng)力值。同同理為求我我們補(bǔ)充一一個變形協(xié)協(xié)調(diào)條件，由Mohr-Coulomb材料圓筒擴(kuò)張后體積變化等于彈性區(qū)體積變化和塑性區(qū)體積變化之和得：（2—41）式中，為塑性區(qū)區(qū)平均體積積應(yīng)變。展開式（2—441）略去的平平方項及項項得：1+=2（2—42）當(dāng)r=時，由式（2—39）得：=（2—43）將上式代入式（2—17）得：=（2——44）在彈塑塑性交界處處（r=），應(yīng)應(yīng)力，應(yīng)滿足Mohrr-Couulombb屈服條件件，又應(yīng)滿滿足式（2—13），經(jīng)上上述條件簡簡化得：==（2—45）將上式代入式（2—43）得：（2—46）將上式結(jié)合式（2—42），（2—44）得：（2—47）式中，為剪切模模量，=。將上式代入式（2—46）化簡得得：（2—48）將上式代入式（2—39），（2—40）可以得得出在塑性性區(qū)內(nèi)任意意一點(diǎn)的徑徑向，切向向應(yīng)力現(xiàn)列列如下：=（2—49）=（2—50）同理結(jié)合式（22—17）可得出出彈塑性交交界處的徑徑向位移：：=（2—51）同理可以求出彈彈性區(qū)任意意點(diǎn)的應(yīng)力力和位移：：=（2—52）=（2—53）=（2—54）綜上所述，我們們分別討論論了在Tressca和Mohrr-Couulombb材料下單單樁沉樁時時的擠土效效應(yīng)。包括括推出了分分別在彈性性和塑性區(qū)區(qū)的應(yīng)力場場、位移場場的解答。以以上分析為為單樁擠土土效應(yīng)對基基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力變化化影響提供供了依據(jù)。也也由上述表表達(dá)式我們們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)各應(yīng)力位位移的表達(dá)達(dá)式均與樁樁徑大小和和土中某一一點(diǎn)到樁軸軸的距離有有關(guān)。還可可以進(jìn)一步步發(fā)現(xiàn)，各各應(yīng)力，位位移隨著的的增大而增增大，而隨隨著的增大大而減小，即即樁的直徑徑越小，離離支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的距離越越遠(yuǎn)，它對對基坑支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的影影響也越小小，這也符符合一般的的邏輯思路路。2.3考慮不不同樁徑大大小對擠土土效應(yīng)的影影響沉樁過程程中，樁身身周圍絕大大部分土體體相當(dāng)于柱柱孔擴(kuò)張問問題。在飽飽和軟粘土土中沉樁過過程相當(dāng)于于軟粘土的的不排水過過程，在這這個過程中中，土體體體積近似不不可壓縮，泊泊松比約為0.5。假設(shè)土土體服從TTrescca屈服準(zhǔn)則則，在不考考慮初始應(yīng)應(yīng)力的情況況下，分析析不同樁徑徑大小對沉沉樁的影響響。不同樁徑徑對樁周土土體的應(yīng)力力場和位移移場具有不不同的影響響。為比較較不同樁徑徑對樁周土土體的影響響規(guī)律，我我們假設(shè)土土體為灰色色淤泥質(zhì)粘粘土，彈性性模量，不不排水抗剪剪強(qiáng)度，從從彈塑性區(qū)區(qū)的應(yīng)力場場、位移場場幾個方面面加以討論論。圖2—2不同半徑對塑性性區(qū)位移的的影響圖2—3不同樁徑塑性區(qū)區(qū)徑向應(yīng)力力圖2—4不同樁徑徑塑性區(qū)切切向應(yīng)力由已知條件，結(jié)結(jié)合塑性區(qū)區(qū)應(yīng)力場、位位移場的表表達(dá)式和==，可以計計算出不同同樁徑下塑塑性區(qū)土體體的位移值值和應(yīng)力值值。如圖22—2所示，塑塑性區(qū)位移移隨樁徑的的增大而明明顯增大，隨隨著增大而而減小，越越大減小的的趨勢越明明顯。由圖圖2—3，2—4所示，塑塑性區(qū)應(yīng)力力隨樁徑的的增大而增增大，增大大的趨勢基基本一致，隨隨著的增大大而減小。圖2—5不同樁徑徑的彈性區(qū)區(qū)位移比較較圖2—6不同樁徑徑的彈性區(qū)區(qū)應(yīng)力比較較同理，可以得出出不同樁徑徑下彈性區(qū)區(qū)的位移場場和應(yīng)力場場。由圖2—5所示，隨樁樁徑的增大大而增大，隨隨的增大而而減小，無無論是增大大還是減小小的趨勢都都較塑性區(qū)區(qū)緩和。結(jié)結(jié)合圖2—3，2—6可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，樁徑大大小對彈性性區(qū)的應(yīng)力力影響較塑塑性區(qū)大，樁樁徑越小，影影響也越小小。2.4靜壓樁樁沉樁對土土體的強(qiáng)度度的影響靜壓樁樁在沉樁過過程中，會會對樁周土土體產(chǎn)生擠擠壓擾動，使使土體的原原有結(jié)構(gòu)受受到破壞。土土體的性質(zhì)質(zhì)，強(qiáng)度也也會與沉樁樁前不同。何何耀輝（2005）對Tressca材料考慮慮應(yīng)變軟化化的條件下下，土體不不同軟化程程度對樁周周土體的應(yīng)應(yīng)力場，位位移場的影影響，得出出了如下結(jié)結(jié)論：擴(kuò)孔應(yīng)力隨著軟軟化系數(shù)的的增大而增增大；＜10時，增大大較快，＞＞10時，增大大較慢。擴(kuò)孔應(yīng)力隨塑性性半徑的增增大而增大大；在同一一時，擴(kuò)孔孔應(yīng)力隨的的增大而增增大，＜10時，增大大較快，＞＞10時，增大大較慢，＞＞100時，基本本無軟化特特性。塑性區(qū)半徑一定定；軟化系系數(shù)越大，徑徑向應(yīng)力越越大，＞100時，基本本無軟化特特性。徑向位移一定；；軟化系數(shù)數(shù)越大，徑徑向應(yīng)力越越大，＞100時，基本本無軟化特特性。2.5靜壓樁樁沉樁時超超靜孔隙水水壓力對周周圍環(huán)境影影響靜壓樁在飽和軟軟土中的沉沉樁過程相相當(dāng)于不固固結(jié)不排水水過程，會會在樁周土土體產(chǎn)生很很高的超靜靜孔隙水壓壓力，有時時會對周圍圍環(huán)境造成成很大的影影響。也可可能是周邊邊基坑支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)上土土壓力變化化的重要因因數(shù)之一。如如何有效及及時的消散散超靜孔隙隙水壓力對對于基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)的的穩(wěn)定性具具有重要實實際意義，因因此也很有有研究的必必要性。何耀輝（20005）估算了了具有初始始孔徑的柱柱孔擴(kuò)張超超靜孔隙水水壓力的表表達(dá)式。塑性區(qū):+（2—55）彈性區(qū):（2—56）式中，為超靜孔孔隙水壓力力，為土體體破壞時的的孔壓系數(shù)數(shù)。然后就初始孔徑徑率對土體體超靜孔隙隙水壓力影影響規(guī)律進(jìn)進(jìn)行分析，得得出了如下下結(jié)論:相同初始始孔徑率下下，塑性區(qū)區(qū)內(nèi)超靜孔孔隙水壓力力隨徑向距距離的增大大呈對數(shù)型型衰減，彈彈性區(qū)則呈呈負(fù)二次冪冪衰減；同同一徑向距距離上的超超靜孔隙水水壓力隨初初始孔徑率率的增大而而減小，超超靜孔隙水水壓力的影影響半徑也也隨之減小??；當(dāng)＜0.5時，減小小不明顯。相同時，超超靜孔隙水水壓力隨初初始孔徑率率的增大而而減??；同同一初始孔孔徑率時，超超靜孔隙水水壓隨的增增大而增大大，值較小小時，增加加趨勢較明明顯。相同時，隨初始始孔徑率的的增大而減減小，當(dāng)＜＜0.5時，減小小不明顯；；同一初始始孔徑率時時，隨的增大而而增大。吳慶潤（20003）討論了了用排水法法消散孔隙隙水壓力，通通過加速排排水，盡快快消散沉樁樁引起的超超孔隙水壓壓力，使塑塑性區(qū)土體體產(chǎn)生壓縮縮，但由于于沉樁是瞬瞬時完成的的，而排水水卻需要充充分的時間間，兩者間間不能同步步發(fā)生，此此外塑性區(qū)區(qū)發(fā)生的范范圍畢竟很很小，在塑塑性區(qū)設(shè)置置豎向排水水通道較為為困難，因因此該方法法雖然促使使孔隙水壓壓力消散，但但減小擠土土的效果卻卻值得討論論。李向紅、方從啟啟（1999）將靜力力壓樁問題題看作是一一個固結(jié)問問題，沉樁樁完成后，孔孔隙水壓力力將從較高高的孔壓區(qū)區(qū)向較低的的孔壓區(qū)消消散，這將將使樁周土土體產(chǎn)生固固結(jié)。并指指出在固結(jié)結(jié)過程中土土體骨架的的壓縮性應(yīng)應(yīng)該是非線線形的，非非彈性的，而而要反映土土體周圍固固結(jié)的非線線性性狀，宜宜采用建立立在有限變變形理論基基礎(chǔ)上的大大變形固結(jié)結(jié)理論?？傮w上來說，軟軟粘土中靜靜力壓樁的的擠土效應(yīng)應(yīng)分析過程程是非常復(fù)復(fù)雜的，既既涉及到材材料的非線線形，又涉涉及到幾何何非線形。第三章基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)上上的土壓力力計算3.1引言支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)在基坑坑開挖和使使用過程中中的受力變變形是一個個極為復(fù)雜雜的問題，影影響因素很很多，正確確計算基坑坑工程中側(cè)側(cè)向土壓力力的分布和和大小是合合理分析基基坑問題的的前提。要合理的進(jìn)行基基坑支護(hù)問問題的分析析，首先必必須提出簡簡單實用而而盡可能合合理的土壓壓力計算模模型。目前前關(guān)于基坑坑支護(hù)體系系主動區(qū)土土壓力計算算方法很多多，可分為為剛性支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)土壓壓力和柔性性支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)土壓力計計算兩類。常常用的計算算方法如下下：極限平衡衡理論為基基礎(chǔ)的土壓壓力理論。有有代表性的的是早期建建立的利用用滑砌理論論推導(dǎo)出的的庫侖理論論（Coullomb，1773）和由極極限平衡理理論推導(dǎo)出出的朗肯理理論（Rankkine18577）建立在實實測和模型型試驗基礎(chǔ)礎(chǔ)上的土壓壓力計算方方法。研究究表明，土土壓力是位位移、時間間、土體強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)的的函數(shù)。數(shù)值計算算分析方法法。它是隨隨著計算機(jī)機(jī)技術(shù)的發(fā)發(fā)展而發(fā)展展起來的土土壓力計算算方法。本章主要介紹用用“m”法分析基基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力分布布和支護(hù)樁樁的內(nèi)力大大小。在目目前各種用用地基土抗抗力方法求求解基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)的的建議中，普普遍認(rèn)為“m”法比較合合理。因為為它能更接接近于經(jīng)典典土壓力分分布的定性性結(jié)果。能能準(zhǔn)確地反反映樁身位位移及樁墻墻各截面的的內(nèi)力，更更能直接地地體現(xiàn)樁身身與土體之之間的相互互作用。3.2“m”法計算原原理在懸臂臂結(jié)構(gòu)上的的應(yīng)用3.2.1計計算模型的的建立土壓力的分布模模式是一個個復(fù)雜的問問題，工程程經(jīng)驗表明明，支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度度、支撐的的剛度、施施工的時空空效應(yīng)、土土體的性質(zhì)質(zhì)對土壓力力的分布和和變化起控控制作用。通通過現(xiàn)場測測試和室內(nèi)內(nèi)模型試驗驗分析表明明。如圖3—1、3—2所示，古古典的朗肯肯土壓力或或庫侖土壓壓力分布模模式與實測測的土壓力力分布存在在差異，這這主要是由由理論假設(shè)設(shè)和變形引引起的。通過圖33—2的古典理理論土壓力力與實測值值的對比，我我們發(fā)現(xiàn)在在支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)上部至基基坑底部的的主動土壓壓力分布實實測值與古古典值相似似，都是呈呈線形分布布。而在基基坑底部到到支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)底部的被被動土壓力力分布古典典值與實測測值有較大大差異。故故由以上分分析，我們們在計算支支護(hù)結(jié)構(gòu)上上半部土壓壓力分布時時采用古典典的朗肯土土壓力計算算模式，而而在支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)下半部部分采用“m”法計算土土壓力。這這樣的計算算方法相對對合理?，F(xiàn)現(xiàn)將分布計計算模型圖圖示如下：：支護(hù)結(jié)構(gòu)上半部部分（地面面至基坑底底部）：支護(hù)結(jié)構(gòu)下半部部分（基坑坑底部至支支護(hù)結(jié)構(gòu)底底部）：圖3—3中為土體的重度，為土的粘聚力，為土的內(nèi)摩擦角。圖3—4（a）中為主動土壓力的的合力，為為主動土壓壓力形成的的彎矩，為為支護(hù)樁坑坑底以上主主動側(cè)邊坡坡土體超載載。為簡化計計算，將超超載簡化為為作用在支支護(hù)樁坑底底以下部分分主動側(cè)土土壓力。如如圖3—4（b）所示。圖圖中，為主主動土壓力力系數(shù)，為為懸臂樁寬寬。3.2.2具具體土壓力力計算過程程分析支護(hù)結(jié)構(gòu)上半部部分（地面面至基坑底底部）：朗肯土壓力理論論假定：擋擋土墻墻背背豎直，填填土面水平平，墻背AB在土壓力力作用下背背離填土向向外運(yùn)動，達(dá)達(dá)到極限平平衡狀態(tài)，即即朗肯主動動狀態(tài)土體體處于極限限平衡時，作作用在擋土土墻上的水水平作用力力即為朗肯肯主動土壓壓力。現(xiàn)認(rèn)認(rèn)為作用在在懸臂支擋擋結(jié)構(gòu)上的的土壓力符符合朗肯土土壓力的極極限平衡狀狀態(tài)。故可可計算懸臂臂支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)上每一點(diǎn)點(diǎn)的主動土土壓力大小小如圖（3—3）所示：：粘性土：（3—1）砂土：（3—2）式中：：=，為土體的的重度，為為土的粘聚聚力，為內(nèi)內(nèi)摩擦角。當(dāng)為粘性土?xí)r，任任一截面處處的、。當(dāng)時，當(dāng)時，（3—3）（3—4）當(dāng)為砂性土?xí)r，任任一截面處處的、。（3—5）（3—6）式中；。支護(hù)結(jié)構(gòu)下半部部分（基坑坑底部至支支護(hù)結(jié)構(gòu)底底部）：“m”法基本假定：樁側(cè)土為溫克爾爾離散線性性彈簧，即即把土體視視為線變形形體。不考慮樁土之間間的粘聚力力和摩阻力力。當(dāng)樁受水平力作作用后，樁樁土協(xié)調(diào)變變形，任一一深度處所所產(chǎn)生的樁樁側(cè)土水平平抗力與該該點(diǎn)的水平平位移成正正比，即；；且地基系系數(shù)隨深度度成正比增增長；即。如圖3—4所示；從材料力力學(xué)中知道道，梁撓度度與梁上的的荷載之間間的關(guān)系式式；即坑底底下部分樁樁身撓度微微分方程應(yīng)應(yīng)為：（3—7）式中；為支護(hù)樁樁的撓曲線線關(guān)于深度度的函數(shù)；；為支護(hù)樁樁的抗彎剛剛度；為作作用在支護(hù)護(hù)樁上的分分布荷載,它是深度度的函數(shù)；；為超載簡化化作用在支支護(hù)樁坑底底以下部分分主動側(cè)土土壓力荷載載。初始條件：，，，。下面求解式（33—7），微分分方程的通通解可以用用冪級數(shù)來來表示，即即（3—8）式中；為待求常常數(shù)，通過過對上式兩兩邊求導(dǎo)得得：（3—9）（3—10）（3—11）（3—12）將式（3—8），（3—12）代入微微分方程（3—7）再結(jié)合合假設(shè)=，得：（3—113）上式為一衡等式式，通過對對兩邊展開開，比較兩兩邊得出各各項系數(shù)為為：，，，，，。若寫成通式，各各項系數(shù)為為：，，，，式中；，“?。?！”是一種符符號，如，當(dāng)當(dāng)時，。于是，將式（33—8）結(jié)合以以上分析結(jié)結(jié)果可以得得到：（3—14）式中；分別是上上式中后面面括號內(nèi)的的表達(dá)式。并根據(jù)初始已知知條件就可可得：，，，，故將上式寫成：：（3——15）上式即為支護(hù)樁樁的撓曲線線方程，它它是深度的的函數(shù)，結(jié)結(jié)合“m”法的假設(shè)設(shè)便可求得得樁埋深范范圍內(nèi)的土土壓力值。為為計算方便便又將上式式寫成：（3—16）在式（3—14）中令，又又結(jié)合式（3—16）可得：：，，由對式（3—114）求一次次導(dǎo)，二次次導(dǎo)，三次次導(dǎo)可得支支護(hù)結(jié)構(gòu)下下半部分任任意截面的的轉(zhuǎn)角，彎彎矩，剪力力，現(xiàn)列如如下：（3—17）（3—118）（3—19）以上三式各項系系數(shù)、、、……可結(jié)合式式（3—14）求得。它它們均為深深度的函數(shù)數(shù)。由以上上求解分析析我們還需需要得到初初始參量、、、、的值。由簡化條件結(jié)合合圖（3—5）我們易求求得、、的值?，F(xiàn)現(xiàn)列如下：：粘性土?xí)r：==（3—20）（3—21）（3—22）砂性土?xí)r：=（3—23）（3—24）（3—25）下面考慮、的的求法：在摩擦樁時，摩摩擦樁在外外荷載作用用下，樁底底將產(chǎn)生位位移、，當(dāng)樁底底產(chǎn)生轉(zhuǎn)角角位移時，樁樁底的土抗抗力如圖（3—5）所示，（3—226）式中；為樁底面面積；為樁樁底面積對對其重心軸軸的慣性矩矩；為基底底土的豎向向地基系數(shù)數(shù)，。以上是一個邊界界條件；此此外由于忽忽略樁與樁樁底土之間間的摩阻力力，所以認(rèn)認(rèn)為；這為為另一個邊邊界條件。將將上述兩個個已知條件件分別代入入式（3—18）、（3—199）得：（3—27）（3—28）（3—29）聯(lián)立以上三式，可可求得、。嵌巖樁的、的計計算。如果支護(hù)樁底嵌嵌固于未風(fēng)風(fēng)化巖層內(nèi)內(nèi)有足夠的的深度，可可根據(jù)樁底底、等于零的的邊界條件件，代入式式（3—15）、（3—16）得：（3—30）（3—331）聯(lián)立以上兩式可可解得、。綜上所述，我們們將基坑懸懸臂支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)樁上的的土壓力計計算分成了了兩部分，在在基坑底部部到水平面面這一部分分用朗肯土土壓力公式式計算懸臂臂樁上的土土壓力，而而在分析這這一部分的的截面內(nèi)力力時則將其其當(dāng)作懸臂臂梁計算?；拥撞恐林翗兜撞捎糜谩癿”法計算土土壓力和內(nèi)內(nèi)力。實際際上，據(jù)以以往的資料料分析，基基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力計算算是很復(fù)雜雜的，這是是由于土體體本身的復(fù)復(fù)雜性造成成的。在理理論上經(jīng)典典的土力學(xué)學(xué)已不能滿滿足基坑工工程的要求求，考慮土土的各項異異性，土的的流變性，土土的擾動，土土與圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的共同同作用等因因素影響的的計算理論論以及相應(yīng)應(yīng)的數(shù)值計計算方法日日益引起基基坑工程專專家的重視視。以上本本節(jié)介紹的的內(nèi)容初步步討論了懸懸臂支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力計算算方法，隨隨著現(xiàn)代計計算機(jī)模型型技術(shù)的發(fā)發(fā)展，“m”法的應(yīng)用用也會越來來越廣泛。3.2.3計計算實例某工程基基坑開挖深深度4.22m，基坑坑周圍打懸懸臂支護(hù)樁樁，樁型為為426的沉管灌灌注樁，水水泥強(qiáng)度為為，樁的間間距，樁打打入基坑底底部6.33m，基坑坑底部土層層自上而下下依次為：：（1）淤泥質(zhì)質(zhì)粘土：厚厚2m，，，。（2）淤泥：：厚3m，，，。（3）粉質(zhì)粘粘土：厚44m，，，。查相關(guān)關(guān)表格可得得各層土中中的值依次次為在計算算過程中，，初始參量.計計算結(jié)果如如下圖所示示：圖3—7樁身的截面位移移圖3—8樁上的土壓力圖3—9樁截面的的轉(zhuǎn)角圖3—10樁身截面面彎矩圖3—11樁身截面面的剪力3.3基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)土土壓力計算算的其他研研究成果簡簡介Goh（19993）用有限限元法研究究了剛性擋擋土墻的性性狀，分析析結(jié)果揭示示了在預(yù)估估水平土壓壓力的時墻墻和土體的的位移非常常重要，研研究表明只只有在靠近近墻頂?shù)姆斗秶鷥?nèi)作用用于墻上的的土壓力接接近主動土土壓力的極極限狀態(tài)，并并由此提出出了計算砂砂性土填料料的剛性擋擋土墻壓力力的簡化方方法。Fang（19994）通過砂砂性土的模模型試驗研研究了不同同墻體變形形模式下的的被動土壓壓力，結(jié)果果發(fā)現(xiàn)被動動土壓力的的發(fā)揮性狀狀與墻體的的位移形式式有關(guān)。在在墻平移的的情況下，實實測的被動動土壓力系系數(shù)比朗肯肯理論計算算大，比庫庫侖理論計計算小而與與太沙基劃劃鍥理論得得到的很接接近。應(yīng)宏偉（19997）對支撐撐式柔性擋擋土結(jié)構(gòu)的的兩側(cè)土壓壓力作了研研究，分析析了開挖過過程中柔性性擋結(jié)構(gòu)土土壓力的分分布和變化化規(guī)律，初初步探討了了當(dāng)土墻剛剛度因素對對主、被動動土壓力的的影響。何頤華等（19997）通過對對粘性土基基坑支護(hù)工工程及室內(nèi)內(nèi)模型中土土壓力、樁樁背土體變變形、護(hù)坡坡樁內(nèi)力與與水平位移移等實測資資料的研究究，重點(diǎn)分分析了懸臂臂樁在基坑坑開挖后土土壓力分布布形態(tài)的變變化與土體體變形情況況，探討了了護(hù)坡樁的的破壞機(jī)理理，并提出出由于樁的的位移與變變形的不協(xié)協(xié)調(diào)，造成成樁與樁背背土體之間間的裂縫的的向下延伸伸，使土壓壓力作用點(diǎn)點(diǎn)下移，從從而使樁身身受力減小小的觀點(diǎn)。章勝南（19998）經(jīng)過分分析指出圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)穿穿過的各土土層的滲透透性變化及及土層的不不同分布都都將對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的水水壓力分布布產(chǎn)生影響響，這與工工程中常用用的水土分分算及水土土合算兩種種方法在概概念上及計計算結(jié)果上上都存在較較大的差別別。李廣信（20000）發(fā)現(xiàn)基基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上實測測的內(nèi)力常常常遠(yuǎn)比用用經(jīng)典土力力學(xué)理論計計算的數(shù)值值小，在計計算方法和和水土相互互作用機(jī)理理方面對水水土“分算”和“合算”問題的分分析和討論論提出在一一定條件下下“水土合算”可能有一一定的微觀觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)礎(chǔ)，指出土土力學(xué)參數(shù)數(shù)有待進(jìn)一一步研究。梅國雄（20000）提出了了現(xiàn)場實時時分析土壓壓力的計算算公式，公公式考慮了了土壓力大大小隨擋土土墻位移面面變化的特特點(diǎn)，最后后進(jìn)行了離離心模型試試驗的驗證證，表明了了該計算公公式的適用用性學(xué)術(shù)界對土壓力力的研究從從平面到空空間，從土土壓力不變變的假定到到土壓力隨隨結(jié)構(gòu)位移移變化，并并且進(jìn)而對對水土壓力力的分算和和合算進(jìn)行行了深入的的研究。對對于土體由由于固結(jié)，蠕蠕變，流變變等效應(yīng)引引起的土壓壓力隨時間間變化研究究較少。為為了更準(zhǔn)確確的反映土土壓力情況況，這些方方面還有待待進(jìn)一步研研究。第四章擠土效應(yīng)應(yīng)對基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)的的影響4.1引言在前面面兩章中，我我們分別討討論了單樁樁擠土效應(yīng)應(yīng)的應(yīng)力場場和位移場場的理論計計算公式和和懸臂支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)上的的土壓力計計算方法。本本章的目的的是要分析析擠土效應(yīng)應(yīng)對基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)的的影響。所所謂基坑支支護(hù)結(jié)構(gòu)是是在基坑工工程的設(shè)計計和施工中中為了維護(hù)護(hù)基坑開挖挖過程中基基坑的穩(wěn)定定性，而設(shè)設(shè)置臨時性性或半永久久性的圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)。而而土壓力是是作用在支支護(hù)結(jié)構(gòu)上上的主要荷荷載，特別別是在大型型基坑或深深基坑的開開挖過程中中能正確地地估計土壓壓力，對于于確保工程程的順利施施工具有十十分重要的的意義。因因此單樁的的擠土效應(yīng)應(yīng)的影響主主要是對支支護(hù)結(jié)構(gòu)上上的土壓力力變化來說說的。土壓力是土與結(jié)結(jié)構(gòu)之間相相互作用的的結(jié)果，它它與結(jié)構(gòu)的的變形和土土體本身性性質(zhì)都有密密切關(guān)系。樁樁的擠土效效應(yīng)會引起起樁周土體體的性質(zhì)的的變化，繼繼而引起支支護(hù)樁上的的土壓力的的變化。從從本質(zhì)上講講，土體的的性質(zhì)變化化是指土體體的固結(jié)、流流變等特性性的變化，而而傳統(tǒng)的計計算僅考慮慮幾種極限限狀態(tài)，即即所謂主動動、被動與與靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)，在基坑坑開挖過程程中，支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)上的的土壓力狀狀態(tài)也會不不斷發(fā)生變變化，由主主動態(tài)變?yōu)闉殪o止?fàn)顟B(tài)態(tài)。因此要要具體分析析其土壓力力的變化相相當(dāng)復(fù)雜。如果假定單純考考慮擠土效效應(yīng)對支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)上的的位移和應(yīng)應(yīng)力大小的的影響，因因單樁擠土土效應(yīng)的位位移場和應(yīng)應(yīng)力場是在在半無限空空間條件下下推出的理理論公式，對對基坑支護(hù)護(hù)的邊界條條件不適合合。所以用用單樁擠土土效應(yīng)分析析其對支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)上的的應(yīng)力、位位移也不適適合?，F(xiàn)行行的做法是是對基坑周周邊打樁時時，要適當(dāng)當(dāng)降低調(diào)整整土的抗剪剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)，的值。這這也只是保保守的經(jīng)驗驗估算法，沒沒有切實的的理論依據(jù)據(jù)可循。作者在此問題上上因為資料料和時間有有限，加上上對土的力力學(xué)性質(zhì)的的有關(guān)知識識缺乏深入入了解。所所以難以做做進(jìn)一步深深入的理論論分析。下下面結(jié)合工工程實例比比較一些單單樁擠土效效應(yīng)對基坑坑支護(hù)土壓壓力的影響響因素，得得出一些重重要結(jié)論，以以供以后為為深入研究究這方面的的課題提供供參考依據(jù)據(jù)。4.2工程實例例分析4.2.1基坑坑支護(hù)方案案寧波市電信樞紐紐大樓位于于鄞縣中心心區(qū)錢湖北北路和鄞縣縣大道交叉叉的西北側(cè)側(cè)轉(zhuǎn)角，建建址場地為為農(nóng)田，周周圍無建筑筑物，主樓樓地下室1層，地上12層，基坑坑平面接近近規(guī)則矩形形，長800m，寬30mm，地下室室底板挖深深3.6mm，基礎(chǔ)梁梁挖深4..0m，承承臺挖深44.2m，4.8mm，電梯井井挖深6..6m，裙裙房無地下下室，地上上3層，主樓樓工程樁采采用及鉆孔灌注注樁，樁長長約64mm，樁數(shù)120根，樁尖尖持力層為為硬塑粘土土，裙房采采用預(yù)應(yīng)力力混凝土空空心管樁，樁樁長約200m，樁數(shù)156根，樁尖尖持力層為為粉質(zhì)粘土土層，入樁樁密度為3.1%，集中布布置在和軸，采用用梁式樁承承臺基礎(chǔ)，在在綜合考慮慮了周圍環(huán)環(huán)境、開挖挖深度、地地基土性、圍圍護(hù)形式等等因素后，在在西南側(cè)采采用放坡混混凝土面層層結(jié)合水泥泥攪拌樁重重力式擋土土墻支護(hù)，東東北側(cè)采用用放坡混凝凝土面層結(jié)結(jié)合草包木木樁重力壩壩支護(hù)，北北側(cè)塔吊處處局部設(shè)置置8m長水泥泥攪拌樁重重力式擋土土墻支護(hù)，電電梯部分采采用水泥攪攪拌樁加內(nèi)內(nèi)支撐支護(hù)護(hù)如圖4—1所示圖4—14.2.2管樁樁沉樁后擠擠土對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的影影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平平位移實測水平位移結(jié)結(jié)果見表4—1，側(cè)孔1最大位移移接近地表表，值為111.966mm，測測孔3最大位移移在地表下下4.0處，值為為15.337mm，表表明基坑兩兩短邊側(cè)的的支護(hù)位移移相近，西西側(cè)因電梯梯井處挖深深較大，位位移略大，且且因加設(shè)支支撐使最大大位移點(diǎn)下下移，支護(hù)護(hù)樁位移呈呈柔性。測測孔2最大位移移接近地表表，值為225.933mm，測測孔4最大位移移71.008mm，接接近地表，支支護(hù)樁位移移呈剛性，兩兩孔位移差差45.115mm。因因兩測孔周周圍基坑開開挖條件大大致相同，測測孔4鄰近裙房房管樁，測測孔2在主樓北北側(cè)，遠(yuǎn)離離裙房，可可以認(rèn)為，位位移差455.15mmm是管樁樁擠土造成成土體超孔孔隙水壓力力上升，軟軟土強(qiáng)度下下降和土體體蠕變對支支護(hù)樁影響響的綜合結(jié)結(jié)果。表4—1水平位移測試結(jié)結(jié)果圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土土壓力本工程在19999年2月9日裙房管樁樁施工結(jié)束束，5月21日基坑挖土土至4號測斜孔孔旁，歷時時約100d，土壓力力采用水土土合算進(jìn)行行分析。根根據(jù)地質(zhì)勘勘探報告，土土體未受沉沉樁擾動時時，支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力由土土體的極限限平衡理論論計算，沉沉樁后，由由于樁對周周邊臨近區(qū)區(qū)域土體的的破壞性擠擠壓，土體體單元上原原有的應(yīng)力力狀態(tài)改變變，其過程程與超靜孔孔隙水壓力力的影響有有關(guān)，可視視為固結(jié)不不排水剪切切。根據(jù)土土體的極限限平衡理論論和孔隙水水壓力原理理，我們可可以計算分分析的作用用在支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力如圖圖4—2、4—3所示：圖4—2有樁影響時的土土壓力圖4—3無沉樁影影響時的土土壓力比較以上兩圖可可知有沉樁樁影響時的的總土壓力力為無沉樁樁時情況下下的1.9倍。沉樁樁增大了土土壓力，其其增大部分分約等于沉沉樁引起的的超孔隙水水壓力。任任何可以消消除超孔隙隙水壓力的的有效措施施均為減小小土壓力的的有效措施施。由以上維維護(hù)結(jié)構(gòu)上上的實測的的沉樁前后后的土壓力力值可以用用“m”法計算基基坑底部至至樁底在沉沉樁前后樁樁身所受的的土壓力及及各截面的的內(nèi)力、位位移。結(jié)果果如下圖所所示：圖4—4沉樁前后后樁身的位位移值圖4——5沉樁前后后對樁的土土壓力值圖44—6沉樁前后后樁截面的的轉(zhuǎn)角值圖4—7沉樁前后后樁截面的的彎矩值圖4——8沉樁前后后樁身截面面剪力值綜上所述，我們們可以得出出以下結(jié)論論：基坑圍護(hù)設(shè)計、施施工必須考考慮工程建建設(shè)本身造造成的土與與結(jié)構(gòu)的相相互作用問問題。軟土地區(qū)管樁施施工引起臨臨近基坑圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)土土壓力的改改變可以用用土體極限限平衡理論論及空隙水水壓力原理理進(jìn)行分析析，這是圍圍護(hù)設(shè)計必必須解決的的問題。管樁施工擠壓擾擾動土體會會引起臨近近基坑圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)主動動土壓力的的增大，其其增大值約約為管樁擠擠土產(chǎn)生的的超孔隙水水壓，及時時排除超孔孔隙水壓可可減少土壓壓力。管樁施工擠壓擾擾動土體會會引起臨近近基坑內(nèi)側(cè)側(cè)土體強(qiáng)度度下降，造造成圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的水平平位移增大大。通過比較管樁沉沉樁前后樁樁身所受的的土壓力及及各截面的的內(nèi)力、位位移變化，可可以發(fā)現(xiàn)在在沉樁前后后樁的位移移、土壓力力，樁身各各截面的內(nèi)內(nèi)力、位移都較較沉樁前有有較大增加加。第五章總結(jié)§5.1結(jié)論論通過對全文的認(rèn)認(rèn)真分析總總結(jié)，得出出了如下結(jié)結(jié)論：經(jīng)圓孔擴(kuò)擴(kuò)張理論可可以發(fā)現(xiàn)單單樁沉樁時時，樁離支支護(hù)結(jié)構(gòu)越越遠(yuǎn)，孔徑徑越小，對對于結(jié)構(gòu)的的影響越小小；沉樁時時超靜孔隙隙水壓力隨隨樁徑增大大而迅速減減小。用Tressca材料分析析不同樁徑徑的樁沉樁樁前后結(jié)果果發(fā)現(xiàn)樁徑徑大小對彈彈塑性區(qū)應(yīng)應(yīng)力、位移移大小影響響成正比。用“m”法和朗肯肯土壓力結(jié)結(jié)合計算懸懸臂支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)上的土土壓力，因因考慮了樁樁土的相互互作用，計計算結(jié)果與與實際較符符合。實際工程程中通過比比較擠土效效應(yīng)對基坑坑支護(hù)的影影響，得出出了一些重重要的結(jié)論論。對支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)主要要的影響因因素有：超超靜孔隙水水壓，擠土土?xí)r土體的的擾動，土土體的水平平位移等。§5.2進(jìn)一一步研究的的可行性本文只