基于静荷载试验的群桩沉降简化分析.pdf

水 利 学 报 2009年8月 SHUILIXUEBA0 第40卷第8期 文章编号：0559．9350(2009)08．0983．06 基于静荷载试验的群桩沉降简化分析 董光辉1’2，杨 敏1’2，卢俊义1’2 (1．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海200092；2．同济大学地下建筑与工程系，上海200092) 摘要：群桩沉降预测一直是桩基设计中的难点。本文通过对桩端桩侧性状进行分析，提出了一种群桩沉降简化分 析方法。该法直接利用单桩试验预测群桩沉降，把桩端的荷载一位移曲线和桩侧的荷载一位移曲线从单桩静载试 验曲线中分开，进而提出了桩端沉降比和桩侧沉降比并给出了计算公式。通常在工作荷载作用下桩端沉降比小于 桩侧沉降比，如果把两者等同则会高估了群桩的沉降。对有软弱下卧层的情况，桩端沉降比可能比桩侧沉降比大， 因此会低估了群桩沉降。最后通过实例对本文提出的方法进行了验证，表明本文方法切实可行。 关键词：群桩沉降；桩端沉降比；桩侧沉降比；软弱下卧层；Q-S曲线 中图分类号：TU473 文献标识码：A 1研究背景 由于桩基工程施工条件的复杂性和理论计算方法的局限性使得群桩沉降计算结果与实际结果相差 较大，因此群桩沉降预测一直是桩基设计中的难点。近些年来，国内外学者对群桩沉降的研究做了许多 验公式在一定程度上为群桩沉降计算提供了途径，但该方法缺乏理论指导。自从PoulosHl提出相互作 用系数以后，弹性理论法能考虑群桩中桩一桩、桩土相互作用特性，从而能够考虑桩数、桩位布置、桩径、 桩长对沉降的影响，能够计算群桩中各桩的沉降和差异沉降，比较符合实际，但由Cooke¨。以及刘金砺怕’ 等的试验结果得知，弹性理论解过高地估计了群桩相互作用，因此该方法很难准确确定群桩沉降。另外 实际工程中土十分复杂，如何确定土参数已成为桩沉降计算中的关键问题。 本文提出直接利用单桩试验曲线求取群桩沉降。由于桩侧阻只有在桩土间产生一定的相对位移的 条件下才能发挥，而端阻力主要与桩端持力层强度和变形性质有关；桩端阻力的发挥滞后于桩侧摩阻力 的发挥，因此把端阻和侧阻分开考虑，提出了桩端沉降比和桩侧沉降比，最后通过实例分析表明计算结 果和实测结果较接近。 2端阻沉降和侧阻沉降 单桩在工作荷载下的沉降包括3个部分即桩身弹性变形、桩端荷载产生的桩的沉降和沿桩身传递 的荷载产生的桩的沉降[利，简称为桩身弹性变形、端阻沉降和侧阻沉降。为了把端阻沉降和侧阻沉降划 分出来，则必须从单桩试验中划分出端阻力和侧阻力。 2．1 端阻力和侧阻力 研究桩端力和侧阻力的分配是研究单桩承载力的重要组成部分，是分析荷载传 weele 递机理的基础。划分端阻力和侧阻力的方法较多，如Van method、切线法、S．19P法‘71等。本文采用 收稿日期：2008．124)2 基金项目：教育部高等学校博士点基金项目(20070247004)；国家自然科学基金项目 作者简介：董光辉(1979一)，男，安徽东至人，博士生，主要从事岩土工程中的桩基础及深基础研究。E．IBail：d曲一8888@163．㈣ ·--——983·--—— 万方数据 切线法：该法假定在极限荷载以前，桩顶下沉量与桩端阻力保持比例关系，在极限荷载以后桩侧阻力不 再增加而成定值。具体做法是：从原点引一直线0A平行于切线BC，再画曲线AD平行于极限荷载点以 下的试桩曲线BE，OAD曲线左边为桩端阻力，OAD曲线与OBE之间为桩侧摩阻力(见图1)。 D D 图1切线法划分端阻和侧阻 图2Mazurkiewicz法 目前试桩一般都以工程桩来做，都很难达到极限荷载，所以如何求极限承载力需要考虑。现有的确 定方法有Terzaglli法‘引、Davisson法‘9。、Chin’s