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深基坑的立柱桩隆起计算简介：

深基坑的立柱桩隆起计算，主要是对深基础施工中，由于荷载作用或土体不均匀沉降等因素，导致立柱桩顶部发生隆起的问题进行的理论分析和计算。这种计算在土木工程中尤其重要，因为深基坑施工可能存在地面沉降、桩身侧压力过大等问题，如果不进行合理的计算和控制，可能会对建筑物的稳定性产生威胁。

立柱桩的隆起计算主要包括以下几个步骤：

1. 确定荷载：计算深基坑施工过程中的各种荷载，如土体自重、施工荷载、地下水压力等。

2. 地基土体分析：了解地基土的性质，包括土的压缩性、抗剪强度等，这将影响桩的沉降和隆起。

3. 建立物理：根据地基条件和施工方法，建立物理，如考虑桩的刚度、地基的弹性模量、泊松比等因素。

4. 计算过程：应用弹性或弹塑性地基理论，如有限元法、分层总和法等，进行数值计算，得到立柱桩的沉降和隆起。

5. 安全评估：根据计算结果，判断立柱桩的隆起是否超过设计允许值，如果不满足要求，可能需要调整桩基设计、施工方法或采取其他措施。

6. 施工监测：在施工过程中，持续进行沉降和隆起的监测，确保工程安全。

总的来说，深基坑立柱桩的隆起计算是确保深基坑施工安全的重要环节，需要专业的工程技术人员进行。

深基坑的立柱桩隆起计算部分内容预览：

响深度。相应的在L。即基坑土体回弹范围内，土体作 用于立柱桩桩侧的摩阻力方向为向上的，而立柱桩向 上隆起小于土体的向上回弹。在基坑土体回弹范围以 外，土体作用域立柱桩侧的摩阻力方向为向下，立柱 桩桩身轴力由L。处的最大值（表现为拉力）逐渐减小。 此情况下立柱桩的桩顶位移可以表示为

W, = W. +W.e

MZ／T 030-2012标准下载贸融。深基坑的立柱柱隆起计算

形式，本文通过有限元模拟分析与试算，拟采用应力 比的方法来界定影响深度，基坑回弹影响深度L。处的 自重应力,与基坑卸荷的应力。的关系为 Q=0.25g，式中，

O=yH , o,=yH+yL。J

式中，W.为土体回弹范围的桩身拉伸，W为土体回 弹范围外的桩身拉伸

图1立柱桩位移及受力示意图 Fig. 1 Displacement and force of soldier piles

2立柱桩隆起计算方法的推导

其坑回弹影响深度已有残余应力影响深度等表送

其中，为坑底以下基坑回弹影响范围内土的平均重 度，为基坑开挖范围内土的平均重度，H为基坑开 挖深度，

2.2Mindlin解竖向应力的面积分

弹性半无限空间内一点（x,y,z）作用一集中力， 空间内任意一点(x1，J1，z)的应力解和位移解称之为 Mindlin解l"。Mindlin解在地下工程得到了广泛应用。 其竖向应力的表达式为

徐凌[2]通过对式（4）在水平面上均布荷载的面积 分得到了水平面上均布荷载对半无限空间内任一点的 竖向应力计算式。引用这个结果即可求解基坑卸荷对 半无限空间内任一点产生的竖向应力。

图2基坑卸荷示意图 Fig. 2 Unloading of foundation pit

基坑卸荷引起的土体回弹计算步骤如下： （1）通过上节介绍的方法，可求得由于基坑卸荷 引起的坑底Lo深度范围内任一点的附加应力。 （2)利用分层总和法可求得坑底以下任一层土体 的回弹量，继而可以得到坑底表面土体的回弹。

u(i ) Si.j = Ep

基坑支撑第一道采用混凝土支撑，其余均采用钢 支撑，标准段采用4道支撑，端头井采用5道支撑。 立柱均以Φ850mm钻孔灌注桩为基础，配筋钻孔桩 有效桩长为36m。立柱采用460mm×460mm钢格构 柱。图3为基坑平面简图及立柱桩监测点的示意图。

式中，S，为坑底表面j点以下第i层土的回弹量， 的附加应力，E，为第i层土的回弹模量。 坑底表面i点由于基坑卸荷引起的回弹量为

So, =Zsi.j

2.4立柱桩隆起的计算

（1）对于图1（a）所示的第一种立柱桩位移与 受力的情况，立柱桩的桩顶位移可由如下2种方法得 到。 a）立柱桩桩端的位移量即桩端以下土的位移量，

(Wpb), =2s.j

图3基坑平面及测点布置图 Fig. 3 Plan of excavated area and instruments

图3基坑平面及测点布置图

（2）工程地质条件 场地地层的物理力学性质参数如表1所示。 表1各土层物理力学参数

表1各土层物理力学参数

式中，（W）,为第j根桩的桩端位移，S.，为第j根桩 下第i层土的回弹量。 b）立柱桩桩身某一段的变形为

(Nj+Nj.+I)l. (Wpt)j = 2E,4

式中，（W.）i为第j根桩的第i段的变形，Ep为桩的 弹性模量，A，为桩的截面面积，N，为第j根桩第 段顶轴力，Ni+为第i根桩第i段底轴力

Nii+ = Ni. + Ji.Aor

注：*表示的数值为根据经验按土体压缩模量的3倍估算得到。 （3）土体回弹计算结果 基坑开挖深度计算时按平均深度15.5m简化考 虑，根据2.3节介绍的方法，得到了基坑开挖引起的 土体回弹等值线分布图见图4。基坑土体开挖引起的 回弹范围约在坑底以下45.3m

其中，f为第j根桩第i段桩身侧摩阻力，Ao：为第 段桩身侧表面积。 桩身侧摩阻力则可通过桩土协调条件与土的侧摩 阻力极值条件求得，则如果J.≥Js，Js：为第i段桩 侧土体侧摩阻力设计值，

（2)对于图2所示的第二种立柱桩位移与受力的 情况，立柱桩的桩顶位移可由类似于上述方法计算得 到，此时立柱桩桩顶位移于立柱桩拉伸长度相等。 根据以上步骤，编制了Matlab计算程序。

（1）基坑概况 上海某地铁车站基坑长约150m，宽约18m。车 站采用明挖顺作法的施工工艺及地下连续墙的围护结 构。地下连续墙厚600～800mm两种，开挖深度约 14.6~16.5m

图4基坑土体回弹计算示意图 Fig. 4 Calculated results of pit rebound

图5立柱桩隆起计算示意图 Fig. 5 Calculated results of heave of soldier piles

（4）立柱桩隆起计算结果 立柱桩长36m，小于基坑回弹的影响范围，属于 图1所示的第1种情况。依据2.4节介绍的方法，基 坑立柱桩隆起计算等值线分布图见图5。 （5）实测值的比较分析 图6表示5根立柱桩隆起的实测值与计算值的比 较。计算值约为实测值的70%，且相对而言，实测值 的立柱桩隆起变化较大。这应与计算中假定土体为弹 生体，未考虑开挖的时间效应有关。根据计算，立柱 桩底士体回弹占立柱桩桩顶隆起大约82%~90%

图6立柱桩隆起实测值与计算值的比较 Fig. 6 Comparison between calculated and measured value

（1）基坑概况 上海某高层建筑基坑长约167m、宽约144m。 采用递作法的施工工艺及地下连续墙的围护结构。地 下连续墙厚800~1000mm，基坑开挖深度18.75m（裙 房）～21.8m（主楼）。基坑利用地下4道混凝土楼板 作为支撑结构。立柱均以Φ850mm钻孔灌注桩为基 础，钻孔桩深度为72.5m，以2层含砾中粗砂层作 为持力层。立柱采用475mm×475mm钢格构柱或Φ 550×16钢管立柱。图7为基坑平面简图及立柱桩监 测点的示意图

图7基坑平面及测点布置图 Fig. 7 Plan of excavated area and instruments

贸融。深基坑的立柱柱隆起计算

注：*表示的数值为根据经验，按土体压缩模量的3倍

（3）土体回弹计算结果 基坑开挖深度计算时按平均深度19.5m简化考 虑《钢铁企业节水设计规范 GB50506-2009》，基坑开挖引起的土体回弹等值线分布图见图8。

图8基坑土体回弹计算示意图 Fig. 8 Calculated results of pit rebound

基坑土体开挖引起的回弹范围约在坑底以下50.6 m，即埋深约70.1m处。基坑回弹计算值较大，这主 要与计算未考虑实际工程桩，加固搅拌桩等桩体对于 土体的加固作用有关。 （4）立柱桩隆起计算结果 立柱桩埋深72.5m，大于基坑回弹的影响范围， 属于图2所示的第二种情况。基坑立柱桩隆起计算等 值线分布如图9所示。 （5）实测值的比较分析 图10表示8根立柱桩隆起的实测值与计算值的比 较。计算值随与基坑中心距离逐渐减小，而实测值变 化规律性不明显，且与3.1节工程案例相反，计算值

较实测值略大。这主要原因在于计算时考虑的立柱顶 荷载仅为立柱所承受的的永久荷载，而未考虑逆作法 中的活荷载作用（此时活荷载对于限制立柱隆起是有 利的）。

图9立柱桩隆起计算示意图 Fig. 9 Calculated results of heave of soldier piles

图10立柱桩隆起实测值与计算值的比较 Fig. 10 Comparison between calculated and measured values

本工程立柱桩隆起值仅相当于3.1节工程案例中 立柱桩隆起值的1/10[长沙]建设及综合开发PPP项目_PPP合同，主要原因即为本工程立柱桩桩 长超过了基坑回弹的影响范围，工程桩的隆起值主要 是立柱桩的拉伸。另外，立柱桩隆起值较小的原因还 有：①本工程为逆作法施工，立柱桩荷载较大，对立 柱桩的隆起也起到了很大的限制作用：②本工程为民

用建筑，相对于地铁车站， 设置了较多的工程桩。 程桩对于土体的加固同样减小了立柱桩的隆起

（1）本文分析了 两种立柱桩受力与位移的不同情 况，通过对基坑卸荷的计算，推导出了可反映基坑形 状、开挖深度、土性、立柱桩桩长等特性的立柱桩的 隆起计算方法。 （2）通过两种不同的实例分析，证实本文方法可 较好的用于分析基坑开挖引起的立柱隆起。 （3）根据本文的分析计算，控制立柱桩的隆起关 键是立柱桩长度应超过或接近基坑回弹的影响深度。 （4）利用本文方法，可以实现沉降控制的立柱桩 设计