第36卷第2期 北京科技大学学报 Vol.36 No.2 2014年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2014 悬臂桩支护基坑开挖对邻近埋地管线的影响 王树和，袁 骥四，张举兵 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:yuanji5203@163.com 摘要采用MIDAS GTS软件建立了三维有限元模型，分析开挖深度、桩径、桩心距、管线与桩的距离、管线埋深、土体弹性模 量等因素对地埋管线的影响.结果表明：管线水平和竖向位移在基坑角点处约为基坑中部的12：管线埋深在基坑深度1/3位 置时，水平位移最大，而竖向位移随埋深的增大而减小：当桩径由0.6m增大到1.2m时，水平位移变化较小，管线中央竖向位 移则减少为原来的12：土体弹性模量增大时，管线中间位移明显减小，水平位移约为竖向位移的4倍。 关键词悬臂桩：地基：基坑开挖：埋地管线：因素分析：有限元法 分类号TU471.8 Influence of pit excavation supported by cantilever piles on adjacent buried pipelines WANG Shu-he,YUAN Ji,ZHANG Ju-bing School of Civil and Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:yuanji5203@163.com ABSTRACT MIDAS GTS software was used to build a 3D finite element model to analyze the influences of such factors as excavation depth,pile diameter,pile spacing,pipeline-to-pile distance,pipeline buried depth and soil elastic modulus on buried pipelines.It is found that the horizontal and vertical displacements of pipelines at the comner of the foundation pit are about 1/2 of those at its center The maximum horizontal displacement happens when the pipeline buried depth is 1/3 of the foundation pit,and the vertical displace- ment decreases with increasing pipeline buried depth.When the pipeline diameter increases from 0.6m to 1.2m,the horizontal displacement changes little,but the vertical displacement decreases to half of the original.As the soil elastic modulus increases,the medium displacement of pipelines decreases obviously,and the horizontal displacement is about 4 times as large as the vertical displacement. KEY WORDS cantilever piles:foundations:pit excavation:buried pipelines:factor analysis:finite element method 近年来城市的地下空间开发和高层建筑的建 衡上部地面超载和主动土压力形成的侧压力，一般 设，产生大量的深基坑工程，其深度和规模不断增 适用于土质较好的基坑工程回.它具有施工简单、 加，基坑开挖使土体应力重分布，从而造成周围地下 方便和造价低廉等优点，因而在实际工程中应用较 管道不均匀沉降进而变形开裂口.所以，研究基坑 为广泛.基坑开挖对埋地管线的影响在国内外己经 开挖对埋地管线的影响具有重要的工程指导意义. 做了不少的研究.文献B6]探讨了连续墙支护基 目前基坑支护的主要方式有地下连续墙支护、 坑开挖对埋地管线的影响规律、影响因素以及对埋 拉锚式支护、土钉墙支护、内撑式支护和悬臂桩支护 地管线保护措施和分析的方法.文献7-11]分析 等.悬臂桩支护主要依靠嵌入坑底土内的深度来平 了内撑式支护基坑开挖对埋地管线影响的因素、位 收稿日期：2012-12-29 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51078033) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.02.020:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 2 期 2014 年 2 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 2 Feb． 2014 悬臂桩支护基坑开挖对邻近埋地管线的影响 王树和，袁 骥，张举兵 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: yuanji5203@ 163． com 摘 要 采用 MIDAS GTS 软件建立了三维有限元模型，分析开挖深度、桩径、桩心距、管线与桩的距离、管线埋深、土体弹性模 量等因素对地埋管线的影响． 结果表明: 管线水平和竖向位移在基坑角点处约为基坑中部的 1 /2; 管线埋深在基坑深度 1 /3 位 置时，水平位移最大，而竖向位移随埋深的增大而减小; 当桩径由 0. 6 m 增大到 1. 2 m 时，水平位移变化较小，管线中央竖向位 移则减少为原来的 1 /2; 土体弹性模量增大时，管线中间位移明显减小，水平位移约为竖向位移的 4 倍． 关键词 悬臂桩; 地基; 基坑开挖; 埋地管线; 因素分析; 有限元法 分类号 TU 471. 8 Influence of pit excavation supported by cantilever piles on adjacent buried pipelines WANG Shu-he，YUAN Ji ，ZHANG Ju-bing School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: yuanji5203@ 163． com ABSTＲACT MIDAS GTS software was used to build a 3D finite element model to analyze the influences of such factors as excavation depth，pile diameter，pile spacing，pipeline-to-pile distance，pipeline buried depth and soil elastic modulus on buried pipelines． It is found that the horizontal and vertical displacements of pipelines at the corner of the foundation pit are about 1 /2 of those at its center． The maximum horizontal displacement happens when the pipeline buried depth is 1 /3 of the foundation pit，and the vertical displace￾ment decreases with increasing pipeline buried depth． When the pipeline diameter increases from 0. 6 m to 1. 2 m，the horizontal displacement changes little，but the vertical displacement decreases to half of the original． As the soil elastic modulus increases，the medium displacement of pipelines decreases obviously，and the horizontal displacement is about 4 times as large as the vertical displacement． KEY WOＲDS cantilever piles; foundations; pit excavation; buried pipelines; factor analysis; finite element method 收稿日期: 2012--12--29 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51078033) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 02． 020; http: / /journals． ustb． edu． cn 近年来城市的地下空间开发和高层建筑的建 设，产生大量的深基坑工程，其深度和规模不断增 加，基坑开挖使土体应力重分布，从而造成周围地下 管道不均匀沉降进而变形开裂［1］． 所以，研究基坑 开挖对埋地管线的影响具有重要的工程指导意义． 目前基坑支护的主要方式有地下连续墙支护、 拉锚式支护、土钉墙支护、内撑式支护和悬臂桩支护 等． 悬臂桩支护主要依靠嵌入坑底土内的深度来平 衡上部地面超载和主动土压力形成的侧压力，一般 适用于土质较好的基坑工程［2］． 它具有施工简单、 方便和造价低廉等优点，因而在实际工程中应用较 为广泛． 基坑开挖对埋地管线的影响在国内外已经 做了不少的研究． 文献［3--6］探讨了连续墙支护基 坑开挖对埋地管线的影响规律、影响因素以及对埋 地管线保护措施和分析的方法． 文献［7--11］分析 了内撑式支护基坑开挖对埋地管线影响的因素、位