超大直径空心变阶桩沉降算法研究及应用实例

本文研究了超大直径空心变阶桩的沉降计算方法。基于弹性半空间Mindlin解,通过考虑由桩侧摩擦力,桩身变阶处环状带的反力以及桩底反力三者共同作用引起的沉降,建立了超大直径空心变阶桩的沉降计算方法,将其与吉衡铁路深圳大桥超大直径空心变阶桩的沉降监测数据进行对比验证,结果表明:由理论方法计算得到的超大直径空心变阶桩的沉降值与实际监测数据吻合较好。在此基础上总结得到超大直径空心变阶桩桩周土应力扩散角#近似等于土体内摩擦角,应力扩散区域内的土体随着桩身一起发生沉降,并且桩周土的沉降分布近似呈对数形式,沉降值随沉降计算点距桩截面中心距离的增大而减小。

超大直径变截面空心桩的荷载传递特征与理论模型

一种适用于串珠状溶洞地层的超大直径变截面空心桩的荷载传递机制较为复杂。基于超大直径变截面空心桩的荷载传递特征,重点研究变截面处变阶阻对侧阻的增强效应,同时基于扰动状态理论,提出适用于超大直径变截面空心桩的荷载传递函数模型。首先,利用半无限空间体明德林解推导变截面处变阶阻对侧阻力增大系数α的表达式,并结合工程算例,通过对比提出的理论解析方法、软件数值解以及2种既有解析算法的结果,论证该算法的可靠性。而后,选取双曲线模型与抛物线模型分别描述桩侧与桩端接触相对完整状态,选取莫尔–库仑模型描述完全调整状态,系统构建桩–土界面荷载传递函数模型,通过编程计算分析模型参数对模型曲线的影响规律,同时结合工程实例进行计算模型的有效性检验。结果表明,超大直径变截面空心桩变截面处的变阶阻对侧阻具有显著的增强效应,基于扰动状态理论的荷载传递函数模型可较好描述桩–土相互作用的的非线性力学特征,采用上述方法计算变截面处的侧阻的增强效应具有较好的适用性,为超大直径变截面空心桩的应用推广提供了可靠的理论依据。