既有地下室增层开挖引起的桩基侧摩阻力损失分析

既有高层建筑地下增层开挖,不可避免地引起地基应力场改变,导致桩土接触面和桩端土层应力变化,从而降低原基础底板下桩基承载力。由于实际工程情况限制,增层开挖后桩基的承载力无法通过现场试验获得,因而采用理论分析和有限元模拟增层开挖后桩基承载力就显得尤为重要。采用经典桩侧摩阻力计算公式,简单地考虑上覆土压变化以及应用Mindlin应力解考虑开挖引起的附加应力,分别计算桩侧极限摩阻力,然后利用有限元法计算桩侧摩阻力并和前述计算结果相对比,最后分析了增层开挖条件下桩侧极限摩阻力损失比随不同增层开挖宽度和深度的变化规律,结果表明：损失比随增层开挖宽度的增大而增大,开始呈线性增大然后趋于稳定;损失比随增层开挖深度的增大而增大,大致呈线性趋势;损失比沿桩身由上往下逐渐减小。     

增层开挖对既有建筑物桩基承载刚度影响分析

 既有建筑地下增层开挖,会引起原桩–土体系加载刚度改变,从而影响桩基在增层改造后的承载性能。基于单桩模型,应用Mindlin附加应力解考虑开挖引起的竖向有效应力变化,分别计算开挖前后桩侧和桩端极限阻力。在建立桩侧和桩端双曲线型荷载传递函数基础上,针对某工程案例,分析开挖前后桩侧和桩端刚度以及桩顶荷载–位移曲线变化情况、讨论承载力降低系数随沉降控制值的变化规律以及初始刚度降低系数和极限阻力降低系数随开挖深度和卸荷比的变化规律。结果显示,随增层开挖深度增加,初始刚度和极限阻力降低系数均减小,土层离开挖面越近,其值越小;随卸荷比增加,初始刚度和极限阻力降低系数均减小,土层强度越低,其值越小;开挖深度一定时,桩侧初始刚度和极限阻力降低系数小于桩端,且初始刚度降低系数小于极限阻力降低系数;承载力降低系数随沉降控制值增大而增大,并趋于稳定。