软土中深基坑开挖对工程桩的挤压机理研究

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在沿海软土地区,由于地层的软弱复杂,深基坑开挖时土体卸荷造成坑底土体隆起,导致坑底工程桩上浮和偏位;坑周土体向坑内塑性流动,推挤桩基,导致邻近桩基倾斜、弯曲甚至折断。基于此背景,本文对软土地区深基坑开挖对工程桩的挤压机理进行深入研究,探讨减少工程桩偏位的措施。   本文首先论述了基坑开挖地应力场变化对坑底工程桩的影响研究现状,系统地总结和论述了国内外被动桩桩土相互作用的理论分析和试验方法,并比较分析了各种研究方法存在的问题,总结得出被动桩桩土相互作用理论的发展方向。   其次,分析了基坑开挖造成围护墙、坑内土体以及坑外土体三部分的变形机理和造成桩变形的原因。详细地研究了基坑开挖中被动桩桩间土拱效应的产生机理,运用有限元技术分析了侧向土体位移、桩身水平位移、土性参数和桩间距等因素对土拱效应的影响及其规律,并推导出了桩间距与桩间土体抗剪强度参数之间的关系,从而定性定量地解释了工程桩与土体相互挤压的内在实质。   然后,介绍了有限元分析软件PLAXIS,学习其基本原理和计算流程。   再次,选取了一个典型算例对基坑开挖时坑内工程桩的性态进行了平面有限元分析,研究不同开挖工况,不同桩土接触面特征,不同开挖方式及不同位置处工程桩内力和位移的变化规律,指出主要的影响因素。   最后,对深基坑内台阶式放坡挖土时工程桩的偏位进行了模拟与分析,揭示了工程桩偏位与阶高、坡角以及土体强度参数之间的变化规律,研究成果对深基坑工程具有重要的应用价值。再以杭州基坑工程实例为背景,借助平面有限元程序PLAXIS,选取简化计算模型得出工程桩的位移值,并与实测值进行了比较,可以看出数值模拟能够较好地反应现场情况。
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