關(guān)于樁基沉降的研究現(xiàn)狀

1、關(guān)于樁基沉降的研究現(xiàn)狀論文關(guān)鍵詞：樁根底沉降單樁群樁論文摘要：樁根底是一種古老、傳統(tǒng)的根底型式，又是一種應(yīng)用廣泛、開展迅速、生命力很強的根底型式。近二十年來，由于工程建立和工業(yè)技術(shù)的開展，樁的類型和成樁工藝，樁的承載力與樁體構(gòu)造完好性的檢測，樁基的設(shè)計程度，都有較大的進步。然而，由于土的變異性及樁基與土互相作用的復(fù)雜性，迄今成樁質(zhì)量的控制與檢測，樁基的計算理論與方法，仍然是不夠完善而有待研究開展的。本文對單樁和群樁的沉降計算方法進展了綜述，并闡述了它們的適用條件。樁根底在房屋建筑中是一種很常用的根底，在樁基設(shè)計中，最主要的是確定豎樁的承載力與沉降，盡管在過去漫長的時間內(nèi)，從事巖土工程的研究者和

2、工程師們，為了準確計算和預(yù)測樁基的沉降，曾進展過大量的研究，提出過一系列的計算樁基沉降的方法，但時至今日，對樁基沉降的預(yù)估仍然不熊充分地反映真實的情況。1單樁的沉降分析計算1.1荷載傳遞分析法荷載傳遞分析法是單樁荷載一變形分析最常用的一種方法，這種方法是從規(guī)定的荷載變形傳遞方式來計算樁對荷載的反響。其根本的概念是:將樁離散為一系列等長的樁段(彈性單元)，每一樁段與土之間的聯(lián)絡(luò)用非線性彈簧來模擬，樁端處土體也用非線性彈簧與樁端聯(lián)絡(luò)。在運用荷載傳遞曲線中，該法假定任意點的樁位移僅與那一點的摩阻力有關(guān)，而與樁其它位置的摩阻力無關(guān)，故沒有考慮土體的連續(xù)性，所以對分析樁群的荷載沉降關(guān)系是不適宜的。為了獲

3、得現(xiàn)場的荷載傳遞曲線，需要安裝許多的儀器進展樁的荷載試驗，且試驗成果推廣到另外場地并不一定是完全成功的。1.2剪切變形傳遞法ke(1974)提出了摩擦樁荷載傳遞的物理模型，該模型為了簡化計算，作了一系列假定并認為:當荷載程度p/pu較小時，樁在軸向荷載尸作用下沉降較小，樁土之間不產(chǎn)生相對位移，亦即樁沉降時周圍土體亦隨之產(chǎn)生剪切變形，剪應(yīng)力從樁側(cè)外表沿徑向向四周擴散到周圍土體中;摩擦樁一般在工作荷載作用時，樁端承擔的荷載比例較小，沉降主要是由樁側(cè)傳遞的荷載所引起。1.3彈性理論法彈性理論法是對樁土系統(tǒng)用彈性理論方法來研究單樁在豎向荷載作用下樁土之間的作用力與位移之間的關(guān)系，進而得到樁對土，土對樁

4、，樁對樁以及土對土的共同作用形式。以彈性理論法為根據(jù)開展出一些計算單樁沉降的方法，這些解法雖略有不同，但一般都基于樁的位移與臨近土位移的協(xié)調(diào)條件，為此，借助于軸向荷載下樁身的壓縮求得樁的位移，又應(yīng)用荷載作用于半無限體內(nèi)某一點所產(chǎn)生的indlin位移解求得樁周土體的位移。由于彈性理論假定樁土界面普遍滿足彈性即界面不發(fā)生滑移這一條件，沿界面諸相鄰點的樁位移應(yīng)與土位移相等，由此即可求得樁身摩阻力和樁端阻力的分布，并進而求得樁的位移分布。1.4單向壓縮分層總和法單向壓縮分層總和法就是根據(jù)各土層的參數(shù)分別計算各層的沉降后總和求得總的沉降量。這種淺根底的最終沉降量的常用計算方法在樁基設(shè)計中，主要用于大直徑

5、的的單樁(墩)，考慮到其樁側(cè)阻力的荷載分擔比相對較小，樁端底面積大且其荷載分擔比也較大，因此可仿照擴展根底采用單向壓縮分層總和法計算沉降。當用以計算深基沉降的其它條件一樣時，用明氏應(yīng)力分布求得的最終沉降與實側(cè)推算結(jié)果較為接近;而用布氏公式算得的值要比實測值大1/2至1/3，并且給出的實用應(yīng)辦計算公式及附加應(yīng)力系數(shù)表格。用分層總和法分析單樁沉降時，要考慮壓縮層的計算深度，可參照文獻1720的有關(guān)規(guī)定確定，或按照一些實甩的經(jīng)歷公式確定。2群樁的沉降分析計算2.1彈性理論法彈性理論法群樁沉降分析的塞本假定與單樁一樣，其主要根據(jù)是indlin解的位移與應(yīng)力解，以此為根底形成位移法和應(yīng)力法,此外還開展了

6、一種簡化彈性理論位移法，以位移解為根本解，但采用應(yīng)力法中關(guān)子樁側(cè)摩阻力為線性的假定，在位移根本解的積分中舍去高階無窮小量。以Puls,Buterfield,Davis,Geddes等的群樁沉降彈性分析理論為根底的計算體系中，疊加法是比較成熟和應(yīng)用較廣的一種簡化方法，詳細闡述了其原理和計算過程，該法在忽略樁對土位移的加強效應(yīng)簡單的假定根底上，把單樁的分析擴展到樁群，2.2實體深根底(等代墩基)法實體深根底法是如今工程界應(yīng)用最廣泛的一種計算群樁沉降的方法該計算形式是將承臺下的群樁及樁間土看作一個等效墩基的一個實體深根底，在此等代墩基范圍內(nèi)，樁間土不產(chǎn)生壓縮如同實體墩基一樣工作，然后按照擴展根底的沉

7、降計算方法來計算群樁的沉降。由于計算時考慮的前提條件不同，研究者提出和使用著計算的不同形式，其主要差異在于選用的假想實體根底底面的位置不同，以及對地基土中附加應(yīng)力的考慮和計算不同根據(jù)樁距地基土的性質(zhì)不同，樁間土實際上是會產(chǎn)生不同程度的壓縮變形，另一方面假想的實體根底外圍存在著側(cè)面剪應(yīng)力的擴散作用為了消除這些差異對群樁沉降計算的影響人們采取了一些措施，集中表如今所采用的形式上。這些措施是:1.變動假想實體根底底面的位置，以考慮樁間土存在壓縮變形的可能，這是Pek和Terzaghi等人建議的形式Pek等建議將假想實體根底底面置于樁端平面以上高度處，取為樁長的1/3處(樁位于均勻并土中時)或進入持力

8、層深度的1/3(樁穿過軟弱土層并進入堅硬土層時這種建議涉及的影響因素過于單一，因為假想基底位置上升的因素很多，采用此法不能全面反映這些情況。2.從群樁樁頂外圍按一定斜率(例如角或1:4斜率)向下擴散增大假想實體根底底面積，以考慮樁群外圍總剪應(yīng)力對沉降分析的影響，這是Tlinsn等人的形式。3.為了改善地基土附加應(yīng)力估計的精度，近年來國內(nèi)外根據(jù)半無限彈性體內(nèi)集中力的indlin公式開展了一些估計樁基荷載作用下地基土附加應(yīng)力的方法，還有一種將indlin解與Bussinesq解比照來估計等代墩基的等效基底附加應(yīng)力。2.3等效作用分層總和法等效作用法最早由黃強，劉金礪，(1940)提出，隨后被健既樁基技術(shù)標準推薦采甩此法系將均質(zhì)土中群樁沉降的indlin解與均布荷載下矩形根底的Bussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應(yīng)力，然后按一般分層總和法計算群樁的沉降。3結(jié)語本文對目前國內(nèi)外樁根底的沉降計算理論進展了分析，包括單樁和群樁的沉降分析，并對它們的優(yōu)缺點和適用范圍進展了闡述，但應(yīng)該注意，在實際中，要采用何種理論要看實際的情況而定。參考文獻：1.宰金IN，宰金璋.?高層建筑根底分析與設(shè)計?.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1993.2.馬克生，龔曉南.模量隨深度變化的單樁沉降.工業(yè)建筑，2000Vl.30N.