刚性长短桩复合地基桩土承载力发挥系数的参数影响分析

• 作 者: 刘云龙
• 机 构: 郑州大学
• 出 处: 郑州大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 复合地基 刚性长短桩 承载力发挥系数 等沉降准则 数值模拟

刚性长短桩复合地基是近年来出现的一种新型复合地基，这种新型复合地基越来越广泛地应用于多高层建筑地基基础工程及高填方路基处理工程中，正式写入2012版《建筑地基处理技术规范》。在其竖向承载力特征值计算公式中，为确定刚性长桩、刚性短桩和桩间土对承载力的贡献，需要计算各单桩及桩间土承载力的发挥系数，规范仅给出由工程实际经验总结得出的大致取值范围，实际工程应用时需结合当地工程经验，使计算难度增加，大大限制了此类复合地基的工程应用。本文以刚性长短桩复合地基中长桩、短桩和桩间土的承载力发挥系数为研究对象，首先给出桩土承载力发挥系数的延伸定义，然后在该定义下应用三维有限元数值模拟方法，基于根据基础允许沉降确定复合地基承载力的准则，分析了桩长、桩径、桩间距、垫层模量以及垫层厚度对于刚性长短桩复合地基桩土承载性状和承载力发挥系数的影响，最后在总结分析数值模拟结果的基础上，从理论上给出刚性长短桩复合地基桩土承载力发挥系数的计算方法。本文通过研究分析，得到以下成果：（1）长桩桩长保持不变时，短桩桩长变化对长桩、短桩承载力发挥系数的影响较小；增加桩径，垫层模量，减小垫层厚度都会提高单桩承载力发挥系数；随桩间距的增大，长桩承载力发挥系数提高，短桩的承载力发挥系数降低。（2）长桩桩长保持不变时，桩间土承载力发挥系数随着短桩桩长、桩间距、垫层厚度的增加而提高，随着垫层模量的增加而降低，不随桩径的变化发生明显改变。（3）在加载过程中，单桩承载力发挥系数随基础沉降增加而提高，桩间土承载力发挥系数则基本保持不变。（4）基于数值模拟结果，提出了桩侧摩阻力的简化分布形式和长短桩复合地基单桩计算单元，建立了计算复合地基桩土承载力发挥系数的联立方程组。