深基坑的立柱桩隆起计算
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式中,(W),为第j根桩的桩端位移,S.,为第j根桩 下第i层土的回弹量。 b)立柱桩桩身某一段的变形为
(Nj+Nj.+I)l. (Wpt)j = 2E,4
式中,(W.)i为第j根桩的第i段的变形,Ep为桩的 弹性模量,A,为桩的截面面积,N,为第j根桩第 段顶轴力,Ni+为第i根桩第i段底轴力
医疗器械标准Nii+ = Ni. + Ji.Aor
注:*表示的数值为根据经验按土体压缩模量的3倍估算得到。 (3)土体回弹计算结果 基坑开挖深度计算时按平均深度15.5m简化考 虑,根据2.3节介绍的方法,得到了基坑开挖引起的 土体回弹等值线分布图见图4。基坑土体开挖引起的 回弹范围约在坑底以下45.3m
其中,f为第j根桩第i段桩身侧摩阻力,Ao:为第 段桩身侧表面积。 桩身侧摩阻力则可通过桩土协调条件与土的侧摩 阻力极值条件求得,则如果J.≥Js,Js:为第i段桩 侧土体侧摩阻力设计值,
(2)对于图2所示的第二种立柱桩位移与受力的 情况,立柱桩的桩顶位移可由类似于上述方法计算得 到,此时立柱桩桩顶位移于立柱桩拉伸长度相等。 根据以上步骤,编制了Matlab计算程序。
(1)基坑概况 上海某地铁车站基坑长约150m,宽约18m。车 站采用明挖顺作法的施工工艺及地下连续墙的围护结 构。地下连续墙厚600~800mm两种,开挖深度约 14.6~16.5m
图4基坑土体回弹计算示意图 Fig. 4 Calculated results of pit rebound
图5立柱桩隆起计算示意图 Fig. 5 Calculated results of heave of soldier piles
(4)立柱桩隆起计算结果 立柱桩长36m,小于基坑回弹的影响范围,属于 图1所示的第1种情况。依据2.4节介绍的方法,基 坑立柱桩隆起计算等值线分布图见图5。 (5)实测值的比较分析 图6表示5根立柱桩隆起的实测值与计算值的比 较。计算值约为实测值的70%,且相对而言,实测值 的立柱桩隆起变化较大。这应与计算中假定土体为弹 生体,未考虑开挖的时间效应有关。根据计算,立柱 桩底士体回弹占立柱桩桩顶隆起大约82%~90%
图6立柱桩隆起实测值与计算值的比较 Fig. 6 Comparison between calculated and measured value
(1)基坑概况 上海某高层建筑基坑长约167m、宽约144m。 采用递作法的施工工艺及地下连续墙的围护结构。地 下连续墙厚800~1000mm,基坑开挖深度18.75m(裙 房)~21.8m(主楼)。基坑利用地下4道混凝土楼板 作为支撑结构。立柱均以Φ850mm钻孔灌注桩为基 础,钻孔桩深度为72.5m,以2层含砾中粗砂层作 为持力层。立柱采用475mm×475mm钢格构柱或Φ 550×16钢管立柱。图7为基坑平面简图及立柱桩监 测点的示意图
图7基坑平面及测点布置图 Fig. 7 Plan of excavated area and instruments
贸融。深基坑的立柱柱隆起计算
注:*表示的数值为根据经验,按土体压缩模量的3倍
(3)土体回弹计算结果 基坑开挖深度计算时按平均深度19.5m简化考 虑气象标准,基坑开挖引起的土体回弹等值线分布图见图8。
图8基坑土体回弹计算示意图 Fig. 8 Calculated results of pit rebound
基坑土体开挖引起的回弹范围约在坑底以下50.6 m,即埋深约70.1m处。基坑回弹计算值较大,这主 要与计算未考虑实际工程桩,加固搅拌桩等桩体对于 土体的加固作用有关。 (4)立柱桩隆起计算结果 立柱桩埋深72.5m,大于基坑回弹的影响范围, 属于图2所示的第二种情况。基坑立柱桩隆起计算等 值线分布如图9所示。 (5)实测值的比较分析 图10表示8根立柱桩隆起的实测值与计算值的比 较。计算值随与基坑中心距离逐渐减小,而实测值变 化规律性不明显,且与3.1节工程案例相反,计算值
较实测值略大。这主要原因在于计算时考虑的立柱顶 荷载仅为立柱所承受的的永久荷载,而未考虑逆作法 中的活荷载作用(此时活荷载对于限制立柱隆起是有 利的)。
图9立柱桩隆起计算示意图 Fig. 9 Calculated results of heave of soldier piles
图10立柱桩隆起实测值与计算值的比较 Fig. 10 Comparison between calculated and measured values
本工程立柱桩隆起值仅相当于3.1节工程案例中 立柱桩隆起值的1/10,主要原因即为本工程立柱桩桩 长超过了基坑回弹的影响范围,工程桩的隆起值主要 是立柱桩的拉伸。另外,立柱桩隆起值较小的原因还 有:①本工程为逆作法施工,立柱桩荷载较大,对立 柱桩的隆起也起到了很大的限制作用:②本工程为民
用建筑,相对于地铁车站, 设置了较多的工程桩。 程桩对于土体的加固同样减小了立柱桩的隆起
(1)本文分析了 两种立柱桩受力与位移的不同情 况,通过对基坑卸荷的计算,推导出了可反映基坑形 状、开挖深度、土性、立柱桩桩长等特性的立柱桩的 隆起计算方法。 (2)通过两种不同的实例分析安全标准,证实本文方法可 较好的用于分析基坑开挖引起的立柱隆起。 (3)根据本文的分析计算,控制立柱桩的隆起关 键是立柱桩长度应超过或接近基坑回弹的影响深度。 (4)利用本文方法,可以实现沉降控制的立柱桩 设计
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