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基坑开挖及其支护技术研究国内外文献综述

1基坑开挖对周围环境影响及研究现状

目前国内学者对基坑开挖引起周围环境变化的研究现状：

魏涛(2010)通过分析证明邻近建筑物桩基础的存在对控制基坑变形有着明显的积极作用，基坑支护结构的水平位移明显小于同等条件下周边没有桩基础的情况。[1]

张羽(2007)通过研究证明邻近桩基础的存在对基坑支护有利，基坑开挖，土体产生侧向移动的趋势，桩的土拱效应阻止了这种趋势，使支护结构背后土压力作用减小。[2]

谢波(2007)说明了基坑邻近桩基础情况下支护结构上的土压力比周边没有桩基础情况下小的原因，即作用在桩基上的荷载通过桩基传递到深层土体，使得紧挨地下室地面的土体超载大大减少，同时，桩基础也可以看做围护结构，抵御了一部分土压力。[3]

杨敏等(2004)采用有限元方法，模拟深层搅拌法被动加固软土地基与堆载邻近桩基的相互作用，分析讨论了加固宽度、加固深度和加固体弹性模量等对临近桩基侧向水平应力以及侧向变形的影响规律。[4]

褚峰(2006)分别采用基于位移和基于土压力的分析方法，研究开挖造成的影响，认为基坑开挖引起的土体位移对邻近桩基有着明显的作用，且随开挖，作用在桩上的土体位移不断变大，桩身的变形不断变大，桩身弯矩不断变大，并且桩身最大位移和弯矩出现的位置也随开挖逐渐下移。[5]

杨敏等(2006)用三维有限元法建立了考虑基坑与临近桩基相互作用的数值模型，分析了邻近桩基对基坑开挖的响应及桩基对土体位移场的隔离作用，并讨论了基坑的空间效应、开挖深度、支护结构刚度等因素对邻近的桩基附加侧向位移和弯矩的影响规律。[6]

C.F.Leung,D.E.L.Ong,Y.K.Chow(2000)等在新加坡国立大学土工离心机上开展了一系列基坑工程离心模拟试验，分别考虑了稳定挡墙、非稳定挡墙后临近基坑支护结构的单桩、群桩在基坑不同开挖工况下的受力变形特性。[7]

李连祥等(2012)考虑CFG复合地基对基坑支护的有利影响，对济南省会文化艺术中心舞台台仓基坑支护进行了优化设计，取得了良好的效果，节省了资金，并使工期大大加快。[8]

田静成(2009)环d用模型试验，比较了基坑周边有无刚性复合地基的情况，证明复合地基与支护结构之间的“土柱”为非有限土体，三者具有复杂的相互作用，分析了复合地基加固深度大于或小于基坑开挖深度时基坑位移和支护结构受力和位移规律。[9]

陈林等(2007)以侧向群桩复合(土)体是CFG复合地基的情况，根据复合地基工作机理，将既有建筑附加应力转化为桩周土分层面载，为此类支护结构设计提出了更加符合复合地基工作实际的计算方法。[10]

邹燕利用有限元软件ABAQUS建立5x5的简化CFG桩复合地基模型，

在一侧开挖基坑，模拟实际基坑施工过程。文中分别研究基坑开挖深度和桩中心距离基坑间距对临近CFG桩受力和变形影响，选择桩身水平位移、沉降、轴力、弯矩和桩侧摩阻力五个因素分析。结果表明：桩身变形都随开挖深度增加而增加;桩身轴力和弯矩随开挖也不断增大，而桩侧摩阻力却有减小;在同一开挖深度下,距离基坑最近的CFG桩受影响最明显。

相关的研究结论尽管肯定了复合地基存在对基坑支护结构有利，但具体的作用机理还不是很清楚，没有得出在复合地基存在情况下，作用在支护结构上土压力的分布规律，故无法对目前基坑支护设计产生显著影响。而且众多研究内容关注的是坑底工程桩和坑侧地下室、地下室下桩基、支护结构、基础底板等地下结构之间的相互作用或系统反应，而复合地基侧向开挖与支护结构相互作用及设计问题并未得到广泛关注，同时也少有相关文献研究基坑开挖对复合地基竖向荷载传递规律的影响。

2基坑支护及地基加固研究现状

在建筑越来越密集的情况下，基坑开挖对周围环境造成了很大的影响，很多学者对基坑支护及基础加固进行了大量的研究。

李志宏，黄宏伟(2007)认为利用三维数值模拟来分析基坑工程的支护参数能更真实的反映支撑体系的受力情况。通过具体的工程实例得出：(1)模拟计算说明：各种方案下坑底的最终隆起位移变化不大，而随着相邻支撑纵向间距的减小，隆起有增大的趋势；(2)钢支撑的布置位置及相邻支撑间的纵向间距对第二道支撑的轴力影响较大，因此合理的设置钢支撑的支撑位置，就可以使钢支撑的作用发挥到最大，对基坑支护起到更有效的作用；(3)在各种支护方案下，维护结构的最大水平位移和基坑周围地表的沉降变化比较一致。[11]

常用的加固方法有6类：

(1)在有放坡条件时削坡卸荷是最有效、最快捷的方法。

(2)降低或阻截地下地表水。

(3)改变开挖形式，如逆作或沉井。

(4)加强支护结构，如加强或增加桩、锚、撑等支护结构。

(5)在坑内用砂袋等反压支护结构。

(6)改良土体，如注浆或冷冻等。

郭院成，周同和，王立明等根据郑州市的工程地质条件和