流固耦合作用下基坑开挖对邻近桥桩的影响分析*

郭 涛，王海涛，祁可录，刘利刚

(1.大连交通大学土木工程学院，辽宁 大连 116028；2.中铁七局集团第二工程有限公司，辽宁 沈阳 110000)

0 引言

在地下城市轨道交通、高层建筑及相关基础设施建设中，深基坑工程的周围环境一般较复杂。深基坑开挖必将引起周围土层中应力场和渗流场的改变，尤其处于富水地区的渗流场变化更为显著，坑外周围土体在流固耦合作用下逐渐变形，对深基坑周围的建(构)筑物产生一定的不利影响，严重的更会导致建(构)筑物发生破坏，最终可能处于无法使用的状态[1-2]。当邻近桥桩的深基坑开挖遇到地下水渗入的情况时，坑内降水与坑外截水有效降低了地下水给深基坑及邻近桥桩带来的风险，但土体颗粒打破了原有力学平衡状态。根据有效应力原理可知，有效孔隙水压力减小等于有效应力的等量增加，此外深基坑降水及其开挖引起的水平地层位移对邻近桥桩的影响更为显著，桥桩产生较大的挠曲与弯矩，进而影响桥桩上部结构功能[3-4]。因此，探讨基坑降水及其开挖对邻近高架桥桩的影响规律，寻求可行的变形控制方案及对策具有一定的实际意义。

目前，考虑流固耦合作用下，基坑降水及其开挖对邻近高架桥桩的影响问题研究相对较少。文献[5-6]研究了基坑开挖中渗流场和应力场及其导致的地面沉降和坑底隆起的规律；文献[7-10]对考虑渗流情况的基坑三维有限元数值模型进行了相应施工工况模拟分析；……