考虑桩周土体流变的静压桩长期沉降理论解析

黏土地基中桩基长期持荷状态下桩周土体流变引起的桩基长期沉降变形显著,从而对上部结构的安全稳定性造成影响。根据静压桩承载过程中桩周土体的实际应力状态,利用剪切流变等效时间线模型和Yin-Graham压缩流变模型分别对桩侧和桩端土体的流变特性进行了探讨。基于静压沉桩效应,加载初始变形理论和流变机理,建立了黏土地基中静压桩考虑加载变形与流变的扩展荷载传递函数。在此基础上,考虑桩侧桩端的初始沉降与流变协调条件,对荷载传递理论进行改进,提出了考虑桩周土体流变的静压桩长期沉降理论计算方法。通过与2根持荷29.4年的静压桩长期沉降现场实测对比,验证了所提方法的可靠性。利用所提方法,进一步分析了剪切蠕变速率、持荷水平、蠕变速率影响因子等因素对静压桩长期沉降的影响。结果表明:桩基持荷初期桩周土体流变效应显著,桩基沉降变形增长速率较大,随后速率逐渐降低;黏土地基中桩周土体流变引起的沉降在静压桩长期沉降中的占比较大,占总沉降的50%左右;桩基长期沉降随剪切蠕变速率和持荷水平的增加而增大。