第４０卷第３２期 ２ ０ １ ４年１ １月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．３２ Ｎｏｖ． ２０１４ ・５５・ 文章编号：１ ００９—６８２５（２０１４）３２—００５５—０３ 基坑开挖对坑内工程桩的影响及保护初探 汪华平 （恩施市国土资源局，湖北恩施４４５０００） 摘要：采用有限差分软件ＦＬＡＣ对基坑开挖过程进行了模拟，研究了不同开挖工况下的工程桩受力特性，针对分析结果，研究了 对工程桩加以保护的防护措施，并分析了水泥土搅拌桩的加固效果，以供同类工程施工参考。 关键词：工程桩，基坑开挖，有限差分 中图分类号：ＴＵ４６３ 文献标识码：Ａ ０ 引言 两边土体进行连接。支撑 样采ｔｔＪ Ｂｅａｍ单元模拟，支撑的左节 韦Ｊ护桩的节点进行 结，右 点约束水平方ｍ化移。ｔ体夺 近年来，随着我国经济的迅速发展，城市中出现了许多的高 点同『ｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ模 。 层建筑、地铁等大型的工程，而这些工程施工都需要开挖较大规 构模型采用Ｍｏ模的基坑工程。随着我国基坑１二程技术的不断发展，越来越多的 问题摆在了工程技术人员的面前，其中很重要的一个问题便是基 坑施＿丁对Ｔ程桩的不利影响 。 基坑工程在施＿ｒ过程中，对坑底土是一个卸载的过程，因而 会造成坑底土体回弹隆起，而且，基坑开挖深度越大，坑底土体的 回弹隆起也就越明显。在这个过程中，由于土体的隆起，对桩体 产生ｒ向上的摩阻力，从而导致工程桩上浮，丁程桩的桩身受拉 （见图１） ，这种效应不可忽视，严重时， 程桩可能会被拉断。 圈１受回弹影响的基桩受力情况 图２ ＦＬＡＣ模型及网格图 上海某基坑开挖深度１３ ｍ，基桩采用３０ ｍ～３７ ｍ长钻孔灌注桩， ２算例参数的确定 基坑开挖完成后，基桩检测结果表明，约３０％工程桩在桩身中部 上层为ｌ 海典型土层，场地土层从上到Ｆ依次为：①填土、② 发生断裂，造成了严重的质量缺陷 。广东东莞市某基坑开挖深 粘ｔ、③淤泥质粉质粘土、④淤泥质粘上、⑤。粘土、⑤，粉质粘：卜、 度５．０ ｍ，采用１２ ｍ～２０ ｍ长ＰＨＣ管桩，基坑开挖完成后经高应 ⑥暗绿色粉质粘土、⑦粉砂、⑧粘 。士的本构模 采用Ｍｏｈｒ— 变测试，４（】％的桩牲承载力达不到设汁要求，使Ｉｌ［程一度陷入瘫 Ｃｏｕｌｏｍｂ模型，其汁算参数如表ｌ所爪。 痪 。因而，研究住基坑工程的施工中，基桩因坑底隆起所受到 的不利作用，并提出切实可行的基桩保护措施，这对保证工程安 全是非常重要的。 为了研究工程桩在基坑开挖过程中受到的影响，笔者采用有 限差分软件ＦＬＡＣ对这一过程进行＿ｒ模拟。ＦＬＡＣ是Ｆａｓｔ Ｌａ— 土层编号 ｙ／ｋＮ・ｉ＇ｌｌ一 表１土体参数 ｃ／ｋＰａ ／（。） ，ＭＰａ （ ＭＰａ ① ② ③ ④ ⑤ｌ ⑤２ ⑥ ⑦ ⑧ ｌ８ Ｉ８．７ １８．１ １８ ｌ７．３ １８ １９．２ ｌ８．９ ｌ８．８ Ｏ．３ Ｏ．３ ０．４ ０．４ Ｏ．３ ０．３ ０．３ Ｏ．２ ０．２５ ｌ０ ｌ２ ｌＯ Ｉｌ ｌ４ ｌ５ ４５ ｌ ２１ ｌ５ ｌ８ ｌＯ ｌ０ ｌ４ ｌ５ Ｉ９ ３５ ２３ １．８６ ３．７１ ３．１ｌ ２． ４．３３ ４．３３ ４．３３ ９．０ｏ ３．８９ Ｏ．８６ １．７Ｉ ０．６７ ０．５０ ２ ０ｏ ２．ｏ０ ２．【ｘ】 ６．７５ ２ ３３ ｇｒａｎｇｉａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｄｅ的缩写，也即连续介质快速拉格朗日分 析。相比于一般的有限元分析软件，ＦＬＡＣ能够更合理的模拟材 料的翅性破坏和塑性流动，并且对于大变形的情况也有较好的计 算效果，因而对岩土工程较为适用 。。 在民用建筑的基坑施 中，涉及较多的是一层或两层地下 围护桩采用６７００＠１ ０００的钻孔灌注桩，桩长２２ ｍ，混凝土 室，其开挖深度一般为５ ｍ～１０ ｍ左右，故本文选取开挖深度为 强度等级为Ｃ３０，工程桩采用＋７００的钻孔灌注桩．送桩至坑底，仃 １０ Ｉｌｌ的基坑工程作为研究对象。 效桩长３０ ｍ，混凝土强度等级为Ｃ３０。 坑采用两道钢筋混凝土 １ 数值模型的建立 某基坑工程位于卜海，其开挖深度为１０ ｍ，围护桩长度２２ ｍ， 插入比ｌ：１．２。工程桩先于嗣护桩进行施工，长度为３０ ｍ。工程 支撑，混凝土强度等级Ｃ３０，第一道支撑距坑顶ｌ ｎ ，第二道支撑 距第一道支撑４ ｍ且距离坑底５ ｍ，两道支撑的截面均为８００ ｍｉｌｌ ×８００ ｌｌｌｍ。考虑坑边６ Ｉｌｌ范围内有施工超载１０ ｋＮ／ｍ 。 桩距围护桩的水平距离为４ ｍ。选取基坑的一个断面进行研究， ３数值计算结果与分析 并利用对称性，选取基坑断面的一半作为分析对象，歼挖宽度为 １５ ｍ。基坑采用两道钢筋混凝土支撑。 根据实际施工工况对基坑开挖进行模拟，并记录每一个二【 况 下，工程桩的位移、轴力以及桩侧摩阻力。本毖坑Ｔ程 叮以划分 为减小计算中边界效应的影响，模型宽度取为基坑开挖宽度 为三个开挖工况： 的３倍。模型底部距工程桩桩底２０ ｍ，模型尺寸为４５ ｎｌ×６０ ｍ。 工况ｌ：开挖至地表以下１ １１１１，并没第一道支撑； 工况２：开挖至地表以下５ ｍ，并设第二道支撑； 工况３：开挖至地表以下１０ ｍ，基坑开挖完成。 通过对各个工况的模拟计算，可以得出工程桩的位移及受力 土体网格尺寸ｌ ｍ×ｌ ｍ。模型约束条件为底边界固定约束，左右 边界水平方向约束，上边界白ｆ｝ｊ，如图２所示。 围护桩和工程桩采用Ｂｅａｍ单元模拟，并通过接触面单元与 收稿日期：２０１４—０９—０４ 作者简介：汪华平（１９７６一），男，工程师 第４０卷第３２期 ２ ０ １ ４年１ １月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．３２ Ｎｏｖ． ２０１４ ・５７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）３２—００５７—０３ 房建工程施工中的钻孔灌注桩技术及可行性分析 解晓辉 （山西西山金城建筑有限公司，山西太原０３００５３） 摘要：简单分析了钻孔灌注桩技术在房屋建设施工中的方法，并结合工程实例，从施工现场布置、护筒埋设、成孔、清理孑Ｌ壁等方 面入手，对该技术的可行性进行了相应的探讨，以期为相应的工程施工提供参考依据。 关键词：钻孔灌注桩技术，房屋建设工程，方法，可行性 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标识码：Ａ 将护筒拔出一对质量进行检查。全套管钻孔灌注桩技术在施工 ０ 引言 随着我国房屋建筑行业近几年来的不断发展，对房屋建设 中则不需要制备泥浆和清孔的过程。钻孔灌注桩技术在施工中 的质量问题和在施工过程中所采用的技术手段提出了新的更为 的具体步骤如图１所示。严格的要求，要在确保房屋建筑质量的基础上尽量减少施工时 所用的成本。因此，更为先进的施工技术——钻孔灌注桩应运 而生，其能够满足上述要求，在房屋建筑施工中发挥着重要的 作用。 １ 有关房屋建设中钻孔灌注桩技术的简述 灌注桩的定义为：在施工场地，利用机器钻孔、人工挖掘或者 是钢管挤土的方法使地基土中出现一个个桩孔，然后在打好的桩 ａ）钻孔 ｂ）下钢筋笼及导管 ｃ）灌注混凝土ｄ Ｊ成型 注：１一泥浆泵；２一钻机；３一护筒；４一钻头；５一钻杆；６一泥浆： ７一沉淀泥浆：８一导管；９一钢筋笼；１Ｏ一隔水器：１ｌ一混凝土 图１泥浆护壁钻孔灌注桩施工顺序图 孔内放人事先由灌注混凝土或者钢筋笼制作的桩。根据桩孔形 ２．１ 对护筒进行埋设 成方式的不同，灌注桩分为多种类型，钻孔灌注桩技术就是其中 通常情况下，护筒的材质以铁质为主。为了使钢板的硬度达 的一种。 标，避免变形现象的发生，一般情况下都会对护筒的顶端、中端、 底端进行相应的加固。在对钻孔桩进行埋设时必须保证桩位中 ２ 钻孔灌注桩技术在房屋建设施工中的方法 根据不同形式的护壁，钻孔灌注桩技术可分为两种方法：泥 心同轴线相互对称。掩埋的深度最浅为１．０ ｍ，最深为１．５ ｍ，护 浆护壁／全套管钻孔灌注桩。泥浆护壁钻孔灌注桩的施工顺序 筒的最顶端要比地面高出３０ ｃｍ，误差控制在５．０ ｃｍ以内，倾斜 为：将场地进行平整一制备泥浆一将护筒进行埋设一将工作平台 度不得超过１。。进行铺设一对钻机进行安装并且进行定位一钻孔一清理孔壁一 ２．２对钻机进行安装 对成孔的质量进行检查一放置钢筋笼一对混凝土进行水下灌注一 工过程中，坑底土体回弹对工程桩的不利影响。 ３）水泥土搅拌桩是软土地区常用的一种坑底加固形式。通 的加固形式，比采用４ ｍ宽８ ｍ深的加固形式能更有效地保护工 程桩的安全。 参考文献： 在埋设完钻孔桩后，找到事先打好的孔位，将钻机进行固定， ［３］ 胡 琦，凌道盛，陈云敏，等．深基坑开挖对坑内基桩受力特 性的影响分析［Ｊ］．岩土力学，２００８，２９（７）：１９６５—１９７０． 桩的影响［Ｊ］．岩土工程界，２００４，８（３）：４３—４６． 过计算的对比，表明在同样的水泥土方量下，采用８ ｍ宽４ ｍ深 ［４］ 朱火根，孙加平．上海地区深基坑开挖坑底土体回弹对工程 ［５］ 徐情根，徐醒华，梁朝晖，等．深基坑开挖对坑底桩基的影响 ［Ｊ］．广东土木与建筑，２００６（１）：３３－３４． 青，王卫东，等．深层开挖条件下抗拔桩极限承 ［６］ 刘 波，韩彦辉．ＦＬＡＣ原理实例与应用指南［Ｍ］．北京：人 民交通出版社．２００５． ［１］黄茂松，任载力分析［Ｊ］．岩土工程学报，２００７，２９（１１）：１６８９－１６９５． 及沉降计算分析［Ｊ］．岩土力学，２０１１，３２（１Ｏ）：３０８９－３０９６． ［２］ 郑 刚，张立明， 钰．开挖条件下坑底工程桩工作性状 ［７］ 刘国彬，王卫东．基坑工程手册［Ｍ］．第２版．北京：中国建 筑工业出版社．２００９． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｈｕａ・ｐｉｎｇ （Ｅｎｓｈｉ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｂｕｒｅａｕ，Ｅｎｓｈｉ ４４５０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｄｏｐｔｓ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ＦＬＡＣ，ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｉｌｅｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅｓｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｉｌｅｓ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｍｉｘｉｎｇ ｐｉｌｅｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｉｌｅ，ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｆｉｎｉｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ 收稿日期：２０１４—０９．０３ 作者简介：解晓辉（１９７８．），男，工程师
