基坑及其支撑体系对高层建筑桩基础的影响分析文献综述

 2022-07-20 15:31:13

文献综述

1.1研究背景

桩基础已成为城市中的高层建筑常用的基础形式之一[1] ,城市中的基坑工程也向着更深、更大发展。而在建筑楼群密集的城市中心地带开展基坑工程,不可避免地会遇到邻近已有建筑桩基础。桩基础作为一种深基础形式,主要依靠桩侧阻力和桩端阻力将荷载传递到桩周土体和深层土体中。基坑开挖必然会引起坑外土体水平位移和地面沉降,土的变形作用在桩身会对桩侧阻力和桩端阻力造成一定的影响,从而影响既有建筑桩基础的承载性能。而邻近基坑的建筑物桩基础必然会受到基坑开挖的影响,这是由基坑开挖侧的土体卸荷所引起的坑后土体的位移造成的。

坑后土体位移包括侧移和沉降两个方面。一方面,基坑开挖侧的土体移除之后,坑后土体发生侧移,使得作用在基桩上的土的侧压力发生变化,从而引起桩侧阻力的变化,对桩身荷载的传递造成一定的影响;同时,这种坑后土体的侧移还会在桩身引起水平位移、附加弯矩和应力等,严重时甚至可能使桩发生破坏不能继续承担上部荷载。另一方面,基坑开挖之后,坑底会发生向上的隆起变形,坑后土体会发生不均匀沉降,当桩周土体相对于桩发生向下的位移时,会在桩侧产生负摩阻力,增加作用于桩身的轴力,影响桩身荷载的传递;同时这种土体的不均匀沉降还会使上部结构发生倾斜,严重时甚至会造成建筑物的开裂。

随着经济的不断发展 ,在建筑物密集区出现了越来越多的高层乃至超高层建筑, 而高层建筑复杂的基础施工 ,会对周围环境产生诸多不良影响。因此,对于建筑复杂的基础施工,为了保证邻近建筑物及市政管网的安全和正常使用, 所以在基础施工过程中 ,应采取合理的措施,尽可能减小其影响[2]。由于高层建筑自身载荷较大 ,对地基处理的要求较高。因此 ,在建筑密集地区, 高层建筑的基础形式多采用桩基础或桩和其他基础形式组成的复合基础。但由于施工工艺和方法的原因 , 桩基础施工往往会对周围环境产生较大的影响 ,比如 ,在施工时产生的振动、挤土效应等。

从以上描述我们可以看出基坑开挖会对邻近建筑物的桩基础的受力和变形产生一定的影响,严重时甚至会危害到人们的生命和财产安全,因此研究基坑开挖对邻近建筑物的影响意义深远[3]。而且通过对于桩基础及其支撑体系的研究可以更好的为高层建筑的发展做出铺垫,对于未来高层建筑的发展产生深远影响。

1.1.1研究现状

Fran x在1948年由桥梁的工程实例获得了桩周土体水平位移引起桩身附加变形的相关数据,发现在土体侧移的条件下,既有桩基发生了很大的侧移。

Hey man[4]等在1961年通过现场试验确定了一个7m高的土堤对已有建筑物桩基础的最近影响距离,试验结果表明当桩和坡脚相距3.5m或4倍软土厚度时,即可忽略土堤对邻近桩基础的影响。

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