土体参数对支护桩水平位移的影响分析

朱 艳 邱洪亮

(四川省川建勘察设计院，四川 成都 610094)

随着我国发展，房屋建筑体积和高度都在不断增加，从而深基坑工程也越来越多，越来越复杂，如何更加精确合理的设计支护桩支护，就变得至关重要，基坑开挖和施工过程中，最容易发生的危险就是基坑边坡因为水平位移过大而引起塌方，从而影响工程的正常施工。因此，控制水平是基坑设计重点考虑的因素。

本文将主要结合实际工程，重点分析土体的几个主要参数[1]对桩身水平位移的影响，从而为以后的工程设计积累更多的经验。

1 工程概况[2]

拟建场地位于成都市双流区，该项目规划建设净用地面积5 911.7 m2，规划总建筑面积26 305.75 m2，其中地上建筑总面积17 460.95 m2，地下建筑面积8 844.80 m2，整体设2层地下室，基坑的开挖深度较大，对周边环境有较大影响。因此需对基坑采取支护措施，根据周围环境状况，支护措施为桩锚支护，将桩锚支护段的安全等级设为一级。

2 支护设计

支护桩直径为1.2 m，间距2.0 m，混凝土等级为C30，桩体嵌固深度4.4 m；采用一排预应力锚索进行支护，锚固段直径为150 mm，注浆是M20级水泥浆。基坑地表超载值分别为15 kN/m均布荷载和30 kPa建筑物荷载，超载宽度15.0 m，作用深度3 m。具体土层物理参数见表1。

表1 地基土主要土层物理力学参数建议值

3 影响因素分析[3]

由于影响桩体水平位移的因素比较多，不能一一详述，本文重点分析桩身周围土体在参数不同的取值下对支护桩体水平位移的影响，分别进行以下分析。

3.1 土体的弹性模量E的影响

保持基坑支护体系中其他参数不变，只改变土层土体的弹性模量E，从而观察E对桩身水平位移的影响。

桩身位移从图1中可以看出，位移随着土体弹性模量的增加而减小，弹性模量E=20 MPa和E=28 MPa时，最大相差3.6 mm，位移减小23.7%，其值变化较明显。

3.2 重度γ的影响

假定其他参数不变，通过改变重度来研究对其位移的影响，以本工程典型土层为例，取杂填土γ=17.5 kN/m3，粘性土γ=20 kN/m3，中砂γ=19 kN/m3，卵石γ=22 kN/m3，借助理正软件分析得出其对应的位移如图2所示。

从图2可以发现，在同一重度下，在桩身中部附近位移较大，随着深度增加又逐渐减小，并趋于稳定。随着重度增加在同一深处，桩身位移是逐渐加大的，且位移增加较明显，所以在实践中，也应该充分考虑重度对桩身位移的影响，在勘察和实验时要正确评判土体的种类及重度大小，合理取值。

3.3 土层土体的内摩擦角

以本工程典型土层为例，杂填土φ=10°，粘性土φ=12°，中砂φ=32°，卵石φ=45°，保持其他参数不变，通过改变内摩擦角，来分析对其桩身水平位移的影响。变化曲线如图3所示。

通过图3分析可知：内摩擦角越大，相应的桩身水平位移越小；在同一个内摩擦角选择下，桩身位移先增大后减小，不同的内摩擦角有着近似的规律，且内摩擦角对桩身水平位移影响较明显，所以建议土样试验时一定准确测出该值。

4 结语

本文结合实际工程，分析了土层性质的相关参数对支护桩桩身水平位移的影响，综合下来可知，土体的弹性模量、重度和内摩擦角都会对桩身位移有较明显的影响，在实际工程中一定要严格按照相关规定进行实验和取值，只有这样才能更加准确的计算出支护桩的位移，满足工程限制的需要，做到更加经济合理。