基坑开挖与邻近建筑基础相互影响浅分析
摘要：本文对基坑开挖与相邻建筑物基础的相互影响进行有限元分析，以珠海市邮政大厦综合楼基坑工程为例进行三维ANSYS模拟，并对结果进行分析。
关键词：基坑开挖，已有邻近桩，相互影响，ANSYS 一、工程概况
拟建珠海市邮政综合楼地面31层，地下3层。基坑长约65.80m，宽约47.90m，基坑周长约228.00m，基坑底面积约3321m2，场地地面设计标高约-0.70m，设计基坑底面标高-12.70m，基坑开挖深度12m。
场地北面为香悦路，距离基坑边线10.00m ；南面为两栋教委办公楼，砖混结构，桩基础，距离基坑边线约13.00m；西面距边线 9.00m 处为文园路，东面距龙腾阁1栋、2栋约10.00米。龙腾阁基础形式均为桩基础。
二、ANSYS有限元模型
（1）开挖过程模拟
将基坑开挖过程大体分为两个阶段，其中第二阶段分为六个开挖步。
第一阶段：计算开挖前自重应力场和位移场，将所有支护单元选中进行计算。
第二阶段：开挖模拟
第一步：开挖第一层开挖土体(0-2m)，将要开挖土体单元选中，激活第一道锚杆单元，并释放第一开挖面上的荷载（在节点上施加反向节点力）。
第二步：开挖第二层开挖土体(2-4m)，将要开挖土体单元选中，激活第二道锚杆单元，并释放第二开挖面上的荷载（在节点上施加反向节点力）。
第三步：开挖第三层开挖土体(4-6m)，将要开挖土体单元选中，激活第三道锚杆单元，并释放第三开挖面上的荷载。
第四步：开挖第四层开挖土体(6-8m)，将要开挖土体单元选中，激活第四道锚杆单元，并释放第四开挖面上的荷载。
第四步：开挖第四层开挖土体(6-8m)，将要开挖土体单元选中，激活第四道锚杆单元，并释放第四开挖面上的荷载。
第五步：开挖第五层开挖土体(8-10m)，将要开挖土体单元选中，激活第五道锚杆单元，并释放第五开挖面上的荷载。
第六步：开挖第六层开挖土体(10-12m)至基坑底面设计高程，将要开挖土体单元选中，激活第六道锚杆单元，并释放第六开挖面上的荷载。
（2）已有桩基对基坑开挖的影响分析
图 2-1 不同桩间距对应的支护桩受力图
(左:4倍桩径 右: 8倍桩径)
对照图2-1中可看出，改变桩间距对基坑支护桩受力的影响，除了桩上受力随桩间距的加大而变大外，还可看出个别桩受力与相邻的桩受力区别很大。这几根桩上受力明显比与毗邻的支护桩上受力要小，这是因为这几根桩的后方位置刚好就是已有邻近桩的位置，所以侧向土压力已由已有邻近桩分担了一部分。
（3）基坑开挖深度对已有桩基的影响分析
图2-2基坑开挖深度对已有邻近桩基的影响
从图2-2中可看出，随开挖深度的加深，已有邻近桩的桩体侧向位移逐渐增大。所以在实际工程中要严格控制基坑开挖深度，在无法改变基坑开挖深度时。一定要想办法控制已有建筑桩体的侧移，特别是在一起周边有地下缆线的地方。
（4）基坑开挖的远近对已有邻近桩基的影响
图2-3基坑开挖的远近对已有邻近桩基的影响（开挖6米）
从图2-3看出，随着基坑开挖边线距已有邻近桩的距离的变远。基坑开挖卸载形成土体位移场变化，或者说在基坑开挖一侧的应力解除造成邻近桩的侧移也慢慢变小。总体而言，在基坑开挖影响半径以内，基坑开挖都会造成已有建筑的侧移或者基础变形，至于基坑开挖影响半径的取值，工程实际经验大部分情况下取2-3倍基坑开挖深度。
三、结论
本文把基坑开挖对建筑物桩基的影响归结为被动桩问题，把建筑物基础对基坑开挖的影响归结为桩间土拱效应的范畴。并利用有限元软件对其进行了三维模拟分析，最终得出以下结论：
（1）已有桩的桩间距对基坑开挖的影响很大，因为，已有桩间距是制约其土拱效应的主要因素之一，并成反比。
（2）已有桩距基坑开挖边线的距离也是一主要影响因素，并成反比，通常两者间距大于2-3倍基坑开挖深度后，已有桩对基坑开挖就没有影响了。
参考文献
[1]龚辉、郭娜娜,程国良, 相邻建筑的深基坑支护土压力计算, 路基工程. 2009.1(160-161)
[2]张建勋，陈福全，简洪钮.被动桩中土拱问题的数值分析.岩土力学，(2004) 5(2):174一178.
[3]周长城, 胡仁喜, 熊文波, ANSYS11.0基础与典型范例,2007, 电子工业出版社.
[4]唐辉明, 晏鄂川, 胡新丽, 工程地质数值模拟的理论与方法, 中国地质大学出版社,2000,94-105
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