考慮深開挖影響的超長樁荷載傳遞機(jī)理及沉降計(jì)算研究.pdf

1、高層、超高層建筑的建設(shè)使超長樁得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也促進(jìn)了超深基坑的發(fā)展。超長樁的荷載傳遞機(jī)理與普通短樁存在較大差別，基坑開挖導(dǎo)致位于坑底的超長樁的工作性狀更為復(fù)雜，研究超長樁以及開挖影響下的超長樁基礎(chǔ)的承載性狀和沉降計(jì)算理論非常必要。
　　 首先，基于超長樁靜載試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)測分析，考察了超長樁的各方面性狀。結(jié)果表明，超長樁側(cè)阻發(fā)揮過程為由樁頂向下逐步發(fā)揮，工作狀態(tài)下樁身側(cè)阻呈現(xiàn)出單駝峰式的分布，且駝峰位于樁身的中部附近，長細(xì)比

2、越大駝峰位置相對越靠近樁頂。超長樁在工作荷載下端阻比均較小，大多數(shù)不超過2％。
　　 進(jìn)而，采用有限元法研究了不同長度的單樁荷載傳遞機(jī)理，根據(jù)其工作特性對傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)果表明，工作荷載下，短樁過渡到超長樁，軸力主要承擔(dān)部分由樁身下部逐漸轉(zhuǎn)為樁身中上部，側(cè)阻由三角形分布轉(zhuǎn)為單駝峰式分布。因此采用單駝峰式分布模式計(jì)算超長樁基礎(chǔ)地基中附加應(yīng)力及沉降，其計(jì)算沉降值較基于Geddes解的傳統(tǒng)方法更接近于實(shí)測值。

3、　　 采用有限元法研究了基坑開挖條件下坑內(nèi)單樁荷載傳遞機(jī)理，并對開挖影響下的超長樁基礎(chǔ)地基豎向附加應(yīng)力及沉降計(jì)算方法進(jìn)行分析。結(jié)果表明，基坑開挖導(dǎo)致單樁剛度降低，并可導(dǎo)致樁身出現(xiàn)較大的拉力。且開挖條件下超長樁側(cè)阻和端阻不同步發(fā)揮的現(xiàn)象更明顯，不利于荷載向樁身下部傳遞及實(shí)際承載能力的發(fā)揮。短樁過渡到超長樁，工作荷載下樁身側(cè)阻分布由三角形轉(zhuǎn)變?yōu)椤癛”形，且超長樁側(cè)阻主要發(fā)揮在樁身中上部，當(dāng)樁長超過一定值時(shí)樁身下部較大范圍甚至保持著負(fù)的摩阻

4、力?？紤]開挖條件下側(cè)阻分布特點(diǎn)和土體回彈再壓縮性質(zhì)的沉降計(jì)算要較Geddes假設(shè)以及單駝峰式更合理且沉降值更接近于實(shí)測結(jié)果。
　　 通過有限元法進(jìn)行了基坑開挖對坑內(nèi)樁影響的參數(shù)分析。計(jì)算了不同基坑開挖尺寸及樁長的情況下，樁身由于受到基坑開挖影響產(chǎn)生的剛度降低、最大拉力及位置和側(cè)阻分布隨各因素的變化。
　　 分析結(jié)果表明，開挖導(dǎo)致基坑中不同位置處單樁剛度不同程度的降低，中心樁剛度降低程度最大，邊樁次之，角樁最小；由于基坑開

5、挖導(dǎo)致的不同位置處單樁剛度的不同可能加劇群樁基礎(chǔ)的“碟形”沉降，導(dǎo)致筏板和上部結(jié)構(gòu)開裂。開挖導(dǎo)致坑底的單樁幾乎全長受拉，位于基坑中心處的樁拉力最大，邊樁次之，角樁最??；當(dāng)基坑開挖深度很大、樁長也較大時(shí)，基坑內(nèi)工程樁的樁身配筋長度、配筋量、裂縫控制均要考慮樁身可能產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力及其位置。
　　 最后，給出了不同基坑開挖尺寸及樁長條件下基坑中不同位置處的單樁工作荷載下側(cè)阻分布曲線。在以上研究基礎(chǔ)上，以MATLAB為平臺開發(fā)了考慮各