組合樁復(fù)合地基沉降與可靠度研究.pdf

1、隨著地基變形控制設(shè)計原則的提出，組合樁復(fù)合地基越來越廣泛的運用于工程實踐。組合樁復(fù)合地基是由多種不同長度、不同樁徑或者不同材料的樁組合形成的復(fù)合地基。其中，不同長度的樁組合形成的復(fù)合地基被叫做長短樁復(fù)合地基，它是運用最廣泛的組合樁復(fù)合地基[1]。一般來說，短樁采用散體材料樁或者柔性樁，主要所用是對地基承載力進(jìn)行提高。長樁作為變形設(shè)計的主控樁，在增加地基承載力的情況下，主要是減小地基豎向變形。長樁一般采用剛度較大的樁。組合樁復(fù)合地基雖然已

2、經(jīng)廣泛運用于工程實踐，但是對其作用機(jī)理和工作形狀的研究相對滯后。本文為了研究長短樁復(fù)合地基的工作機(jī)理，進(jìn)行了一系列室內(nèi)模型試驗。研究了不同樁長、不同樁徑和不同樁距對沉降變形的影響，分析了樁身應(yīng)力、樁間土應(yīng)力以及樁土應(yīng)力比規(guī)律。主要有以下結(jié)論：
　?。?）增加長樁長度、樁徑，減小樁距對地基沉降控制有顯著效果。
　?。?）通過素土地基和復(fù)合地基樁間土應(yīng)力的比較分析，可以看出短樁能夠有效提高承載力。樁能把荷載傳遞到下部土層，從而使

3、附加應(yīng)力的傳遞和分不與天然地基不同，現(xiàn)行的沉降計算方法依然采用天然地基的附加應(yīng)力傳遞方法。
　　（3）長樁樁身應(yīng)力并不是樁頂最大，而是在樁頂下約三分之一樁長的位置最大，這是由于褥墊層的存在使得樁頂刺入造成負(fù)摩擦阻力而成。在最大應(yīng)力之后，由于樁周土摩擦作用，樁身應(yīng)力逐漸變小，將上部荷載逐漸傳遞到下部土層。荷載較小時，樁土相對運動比較小，所以圖形比較平直，隨著荷載增大，摩擦阻力增大，樁身應(yīng)力迅速增大和衰減，表現(xiàn)出明顯的彎曲圖形。短樁樁

4、身最大應(yīng)力的位置大約在樁中間位置，之后因摩擦阻力逐漸減小。
　?。?）中心長樁上半部分樁土應(yīng)力比先是增大隨后逐漸降低。因為樁刺入后，上部土層逐漸壓實而呈現(xiàn)的應(yīng)變硬化。下半部分樁土應(yīng)力比則一直是逐漸增大的，這說明下部分樁的樁身應(yīng)力隨著下臥層被壓實、刺入越來越困難而逐漸增大。
　?。?）角上長樁樁土應(yīng)力比一直呈現(xiàn)增大趨勢，角上長樁周圍的土并不能像中心長樁那樣給他一個逐漸增大的圍壓，隨著荷載增大，上部分樁間土應(yīng)力增大，角樁周圍土可

5、以向另外三面發(fā)生側(cè)向位移，而不能形成圍壓效應(yīng)。隨著地基變形逐漸增大，角樁樁身應(yīng)力逐漸增大，而其周圍土并不能分擔(dān)更多的荷載，所以其樁土應(yīng)力比一直增大。
　?。?）長樁和短樁應(yīng)力比隨著荷載增大一直在增大，說明隨著荷載增大，長樁刺入越來越困難，其分擔(dān)的荷載比例繼續(xù)增大。
　　（7）長樁的樁土應(yīng)力比隨深度的變化是一致的，呈現(xiàn)出兩頭大、中間小的特點。這其實也是長樁為主控樁的原因，由于長樁擔(dān)負(fù)著將荷載傳遞到下部土層的使命，其兩端應(yīng)力值較

6、大，樁土應(yīng)力比也較大。短樁的樁土應(yīng)力比則隨著深度增加不斷變小，正與長樁上半部分樁土應(yīng)力比變化類似。
　　組合樁復(fù)合地基沉降的準(zhǔn)確計算依賴于對其作用機(jī)理的準(zhǔn)確把握，其中，對于組合樁復(fù)合地基應(yīng)力場的研究是關(guān)鍵。本文中，對于樁身應(yīng)力、樁間土應(yīng)力及樁土應(yīng)力比對沉降影響的研究，為沉降計算方法的探討提供了基礎(chǔ)。在本文所列的三種沉降計算方法中，規(guī)范法和復(fù)合模量法都存在一個問題，就是由于理想化模型造成的復(fù)合地基壓縮模量計算不準(zhǔn)，由于樁的應(yīng)變和樁間