基于不同车辆荷载模式的偏压基坑开挖响应特征

摘要

中国现行基坑规范尚未明确规定基坑设计中是否考虑境外车辆荷载以及如何考虑车辆荷载的影响.以某紧邻既有高速公路路基的偏压基坑为例,建立有限元计算模型,分别模拟不考虑车辆荷载、车辆荷载等效为土柱均布荷载、车辆荷载等效为车轮带状荷载以及考虑车辆动力作用的车轮带状荷载这四种车辆荷载模式下的基坑开挖过程,并结合现场实测数据,对比分析不同车辆荷载模式下基坑开挖响应特征.结果表明,路基产生的偏压使基坑上部一定深度范围发生向非偏压一侧的整体偏移,车辆荷载会进一步加剧偏移程度,通过加固非偏压侧坑外土体可降低偏压的影响;车辆荷载对基坑支撑轴力及地表沉降的影响与对围护结构水平位移的影响密切相关;把车辆荷载等效为车轮带状荷载比等效为土柱均布荷载对基坑围护结构及环境变形的影响更加显著,其计算结果与现场实测值较为吻合,在此基础上考虑动力作用会进一步增大基坑开挖造成的环境变形;考虑车辆荷载时地表及路面沉降是不考虑车辆荷载时的数倍,因此基坑设计时不可忽略车辆荷载的作用,设计计算中建议把车辆荷载等效为车轮带状荷载处理.