黃土基坑基底隆起影響因素分析

(西安工業(yè)大學(xué) 陜西 西安 710000)

黃土基坑基底隆起影響因素分析

賈二帥李珅熠馬浩

(西安工業(yè)大學(xué)陜西西安710000)

基坑開挖時(shí)，由于土的回彈作用，基坑隆起現(xiàn)象是必然發(fā)生的。本文通過一個(gè)工程實(shí)例分析基坑開挖深度，圍護(hù)機(jī)構(gòu)抗彎剛度對基坑隆起的影響，進(jìn)行基坑隆起驗(yàn)算以及模擬值與實(shí)際值的比較。結(jié)果表明：隨著基坑開挖深度的增加，基坑土體隆起量逐漸增大，但是隆起的增量是在逐漸減小的。在要求不是很嚴(yán)格時(shí)，可以用彈性支點(diǎn)法計(jì)算基底隆起量的大小，此時(shí)圍巖抗彎剛度對基坑隆起量的影響不大。模擬值與實(shí)際值接近。

基坑;隆起量;因素

一、工程概況

本工程為中原大廈基坑開挖項(xiàng)目。場地近似矩形，東西寬約30米，南北寬約40米，地下兩層，地上8層?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)。樁基礎(chǔ)。基坑南側(cè)和西側(cè)側(cè)壁安全重要性等級為一級，安全重要性系數(shù)取1.1，北側(cè)和東側(cè)邊坡側(cè)壁重要性等級為二級，安全重要性系數(shù)取1.0，基坑開挖深度12米。

二、基坑隆起量的影響因素

(一)基坑隆起量與圍巖抗彎剛度的關(guān)系

首先，我們借鑒軟土地區(qū)的彈性支點(diǎn)法來計(jì)算基坑的隆起量。彈性支點(diǎn)法對黃土地區(qū)沒有專門的介紹。假設(shè)基坑的隆起量與基坑的開挖深度，支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度，地面超載情況以及位置無關(guān)。

其中：δ為基坑底隆起量，單位是cm

Q為地面超載值的大小單位是kN/m2

D為支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度單位是m

圖2-1

從圖中可以看出，基坑的實(shí)際隆起曲線是兩邊大，中間小的一個(gè)接近于“M”型的曲線，以基坑的中線為中心軸。由于沒有考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)對土地的水平擠壓和摩擦作用，基坑底部隆起量處處相等。通過與實(shí)測值的比較發(fā)現(xiàn)彈性支點(diǎn)法計(jì)算的基坑隆起量的結(jié)果比實(shí)際值偏大。在對基坑隆起量要求不是很嚴(yán)格時(shí)可以選用此種方法計(jì)算，此時(shí)，圍巖的抗彎剛度對基坑隆起量的影響不大。

(二)基坑隆起量與開挖深度的關(guān)系

通過實(shí)際觀測，繪出不同開挖深度下基坑隆起量，如圖1-1所示其中H為開挖深度。

圖2-2

從圖中可以看出，隨著基坑開挖深度的增加，坑底的隆起量在逐漸增大。隆起量的增量值在逐漸減小?？梢钥闯觯?dāng)基坑開挖至10米時(shí)，基坑的最大隆起量為71mm。與基坑深度的比值為0.59%。

(三)模擬值與實(shí)測值的比較

在考慮基坑開挖深度對基底隆起量的影響時(shí)，基底隆起量隨著開挖深度的增加，隆起量也在增加，基坑隆起量最大的位置一般都是靠近基坑中間的位置，這是由于支護(hù)樁的存在，支護(hù)樁在被動土壓力的作用下，樁角與內(nèi)外土體在土壓力的作用下上涌導(dǎo)致。通過數(shù)值分析將模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際值進(jìn)行比較。如圖2-3

圖2-3

從圖中可以看出，數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)際測量的結(jié)果變化趨勢基本上是一致的。在靠近基坑的中心位置，基底的隆起量達(dá)到最大值。從圖中我們可以看出，實(shí)測值始終大于模擬值，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行數(shù)值模擬的時(shí)候沒有考慮外界的影響因素，例如：基坑在開挖的過程中坑邊緣大型機(jī)械的荷載影響，周邊建筑物的影響等都會對土產(chǎn)生一個(gè)附加壓力，從而增大了基底的隆起量。

三、結(jié)論

引起坑底土體隆起的主要原因有如下兩方面：第一，土體開挖卸載引起開挖區(qū)土體本身的回彈；第二，開挖卸載引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)移以及坑后土體的變形進(jìn)而對坑內(nèi)土體產(chǎn)生擠壓作用，導(dǎo)致坑內(nèi)土體的隆起變形。通過對圍巖的抗彎剛度，基坑的開挖深度的分析以及對模擬值與實(shí)際值的對比分析，可以得出以下結(jié)論：

(1)在假設(shè)基坑的隆起量與基坑的開挖深度，支護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度，地面超載情況以及位置無關(guān)的情況下，此時(shí)基底的隆起量與圍巖的抗彎剛度無關(guān)，在對隆起量要求不是很嚴(yán)格的情況下，可以采用彈性支點(diǎn)法來計(jì)算基底的隆起量，此時(shí)計(jì)算出的基底隆起量較實(shí)際值大。

(2)考慮基底的隆起量與基坑開挖深度有關(guān)時(shí)，隨著基坑開挖深度的增加，基底隆起量也在逐漸增加，但是隆起量的增量值在逐漸減小。

(3)通過模擬值與實(shí)際值的比較，可以看出模擬值與實(shí)際值基底隆起量的最大值都是出現(xiàn)在靠近基底中心的位置，另外實(shí)際值比模擬值的結(jié)果偏大，這是因?yàn)樵趯?shí)際情況下，基坑周邊外部荷載增大了土壓力，從而增大了土的隆起量。

[1]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊北京[M]：中國建筑工業(yè)出版社，1997

[2]熊智彪.建筑基坑支護(hù)[M].北京；中國建筑工業(yè)出版社，2008

[3]李廣信.高等土力學(xué)[M],北京，清華大學(xué)出版社,2004

賈二帥(1991-)，男，漢族，河南省商丘市人，學(xué)生，工學(xué)碩士，陜西省西安市未央?yún)^(qū)學(xué)府中路2號西安工業(yè)大學(xué)，研究方向建筑與土木工程(巖土方向)。