地下增層條件下既有受荷基樁承載特性研究.pdf

1、既有建筑下挖增層改造將改變既有樁及托換樁基礎的承載性狀。首先，結合浙江飯店地下車庫擴建工程，分別分析下挖增層改造對既有單樁基礎及群樁基礎沉降性狀的影響。隨著增層下挖深度的增加，樁周土體對基樁的約束逐漸減小，基樁有可能發(fā)生屈曲失穩(wěn)破壞。之后，結合浙江飯店地下車庫擴建工程及甘水巷3號組團地下室建設工程，研究下挖增層工況下嵌巖樁及非嵌巖樁的屈曲穩(wěn)定臨界荷載;在此基礎上，研究基樁兩端不同約束對嵌巖樁及非嵌巖樁屈曲穩(wěn)定的影響。最后，結合甘水巷3號

2、組團地下室建設工程的現(xiàn)場實測資料及有限元三維數(shù)值模型，分析既有建筑下挖增層改造對上部結構沉降性狀，托換樁及新增地下室結構柱承載性狀的影響。本文主要工作和成果如下:
　　(1)利用荷載傳遞法建立下挖增層工況下單樁的受力模型并得到其控制方程，通過側阻軟化模型及端阻雙曲線模型分別模擬開挖工況下的樁側及樁端阻力荷載傳遞性狀，得出下挖深度對樁端極限阻力影響不大，而對樁側極限阻力影響較大;既有單樁基礎樁頂沉降量隨下挖深度不斷增大。假定托換樁基

3、礎與既有樁基礎截面尺寸保持一致，考慮既有樁與托換樁之間存在的樁-樁相互作用，結合混合法研究下挖增層改造對群樁基礎沉降性狀的影響，得出隨著下挖深度的增加，方形承臺中心樁樁頂沉降量不斷增大;在同一開挖深度時，角樁樁頂沉降量最大，邊樁次之，中心樁最小;不同布樁形式會對群樁基礎中心樁樁頂沉降量產(chǎn)生一定的影響;下挖深度對圓形布樁中心樁樁頂沉降量影響最大，方形次之，菱形最小;
　　(2)由甘水巷3號組團地下室建設工程托換樁載荷試驗可知，當反力

4、架所提供的反力達到極限值時，對應的樁頂沉降量為1.61 mm;當樁頂荷載卸載至零時，托換樁樁頂殘余沉降量為1.22 mm;當樁頂荷載超過150 kN時，上部土層發(fā)生側阻軟化效應。結合甘水巷3號組團地下室建設工程現(xiàn)場實測資料，可知托換樁樁身軸力隨開挖深度的增加而逐漸增大，隨入土深度的增加而緩慢減小;樁側摩阻力至上而下逐步發(fā)揮，在整個下挖增層改造過程中，樁端阻力始終為零;上部結構沉降量隨時間而緩慢增大，但在截樁工序中，上部結構沉降量急劇增大

5、;結構柱軸力隨托換樁截除數(shù)量的增加而急劇增大，特別是③號托換樁截除時，結構柱軸力增量達到最大值;相鄰承臺截樁對結構柱軸力的影響可忽略不計;
　　(3)結合浙江飯店地下車庫擴建工程和甘水巷3號組團地下室建設工程，通過能量法建立嵌巖樁及非嵌巖樁樁-土體系總勢能方程，利用最小勢能原理，導出樁身屈曲穩(wěn)定臨界荷載表達式，并分析下挖增層改造對嵌巖樁及非嵌巖樁屈曲穩(wěn)定臨界荷載的影響;之后，分析不同樁頂約束對下挖增層工況下的嵌巖樁及非嵌巖樁屈曲穩(wěn)

6、定臨界荷載的影響。表明，隨著半波數(shù)的增加，嵌巖樁與非嵌巖樁的屈曲穩(wěn)定臨界荷載急劇收斂，且樁頂固定時的收斂速度最快，鉸接次之，彈性嵌固最慢;樁側摩阻力及樁身自重對非嵌巖樁屈曲穩(wěn)定臨界荷載的影響不明顯;非嵌巖樁的屈曲穩(wěn)定臨界荷載隨比例系數(shù)m值的增大而增加，但當下挖深度大于4.0m時，m值對非嵌巖樁的屈曲穩(wěn)定臨界荷載的影響可忽略不計;嵌巖樁與非嵌巖樁的屈曲穩(wěn)定臨界荷載隨下挖深度的增加而急劇減小;不同樁頂約束對樁基礎屈曲穩(wěn)定臨界荷載比影響不同，

7、在同一開挖深度時，樁頂固定時，臨界荷載比最大，彈性嵌固次之，鉸接最小;隨著下挖深度的增加，樁頂固定時的臨界荷載比緩慢減小，而樁頂嵌固及鉸接時的臨界荷載比急劇降低;
　　(4)利用Plaxis3D有限元軟件建立甘水巷3號組團地下室建設工程中7C承臺的三維實體模型，分析下挖增層改造對7C承臺沉降、托換樁及新增地下室結構柱承載性狀的影響?？芍袚Q樁施工結束后，土層下挖對7C承臺沉降性狀的影響較基礎托換施工之前小;當下挖至指定標高時，澆筑