考慮樁端與樁側(cè)阻力相互作用的超長樁承載力研究.pdf

1、近年來高層建筑、大型橋梁、港口等建設(shè)中廣泛應(yīng)用大直徑超長樁，給樁基理論這一傳統(tǒng)課題提出了新的挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)當樁頂受荷水平臨近極限承載力時，超長樁樁端附近摩阻力有突然增大的現(xiàn)象，且在不同樁周土強度與樁土接觸面性質(zhì)的影響下，這種增大效果的發(fā)揮也不同。深入研究此種增強作用的原因及機理，對超長樁的理論研究和實際應(yīng)用具有十分重要的意義。
　　本文設(shè)計實施了超長樁室內(nèi)模型試驗，分析了模型樁在不同樁頂荷載下荷載與沉降的關(guān)系、樁身軸力隨深度的變化

2、、樁側(cè)摩阻力隨深度的變化以及樁頂荷載與樁端土壓力的關(guān)系。利用ADINA軟件建立了對應(yīng)于模型試驗的有限元模型，將有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比分析，并研究了樁端阻力與樁側(cè)阻力相互作用的機理。在考慮樁側(cè)阻力與樁端阻力的相互作用的基礎(chǔ)上，提出用Mindlin解對樁側(cè)阻力增強值進行計算，并結(jié)合彈性理論法對模型樁承載力進行了計算，對比了模型樁樁側(cè)摩阻力修正前后的計算結(jié)果。通過以上研究，得到了如下結(jié)論：
　　(1)超長樁的樁頂沉降較大，在設(shè)

3、計超長樁的極限承載力時，以沉降控制較為合理；豎向荷載沿超長樁樁身向下傳遞的過程中，上部樁側(cè)土分擔了較多的樁頂荷載，樁端承受的荷載相對較??；超長樁樁側(cè)摩阻力發(fā)揮作用的主要部位在樁身上部以及樁底以上10d范圍內(nèi)，樁身中部側(cè)摩阻力相對較小。當樁頂荷載增加至一定值時，樁端附近出現(xiàn)側(cè)摩阻力增強現(xiàn)象；在樁頂荷載達到1093N時，試驗?zāi)Ｐ蜆兜臉抖俗枇蜆秱?cè)阻力在樁端附近均出現(xiàn)增強現(xiàn)象。
　　(2)有限元模擬可以反映出超長模型試驗中樁土作用的實際

4、情況；樁端阻力對樁側(cè)土的水平應(yīng)力有增強作用，增大范圍約為樁端以上5d范圍內(nèi)；樁側(cè)阻力對樁端土5d范圍內(nèi)的應(yīng)力也具有增強作用，提高了樁端土的極限承載力；樁側(cè)阻力對樁端阻力的強化作用并不明顯，考慮樁端與樁側(cè)阻力相互作用的超長樁承載力計算，關(guān)鍵在于準確計算樁側(cè)阻力的增強值。
　　(3)應(yīng)用Mindlin解對樁端阻力產(chǎn)生的樁側(cè)水平應(yīng)力進行計算，并根據(jù)滑動摩擦力與法向應(yīng)力呈直線關(guān)系，得到了考慮樁端阻力作用下的樁側(cè)附加摩阻力計算方法。