砂土地层钉形变径桩变截面处端阻计算方法研究

变径桩具有承载力高、施工速度快以及经济性强等特点,被广泛运用于铁路桥梁基础中。然而,现有桩基承载力计算方法主要针对等直径桩基,未能考虑变径截面带来的影响。由于桩基变径截面的存在,其竖向承载机制区别于普通的等直径单桩。采用有限元分析方法,分析竖向荷载作用下,砂土地基中钉形变径桩在变截面处的承载模式。计算结果表明:变截面以下有限范围内的土体存在刚性核,与变截面共同承担上部荷载;与普通等直径桩相比,变截面桩的桩身轴力在变截面处出现明显的突变现象;依据球孔扩张理论,引入变截面处承载力的计算公式,结合传统的桩基端阻与侧阻计算原理,推导了变径桩的竖向承载力计算公式。与现有规范对比表明,提出的公式可较好地计算砂土地基中变径桩的竖向承载力。