饱和软土刚性桩复合地基桩长对桩体受力及沉降影响的研究

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在恶劣的海上施工条件和桩周土体较软的基础工程中,采用刚性桩对不满足沉降及承载力要求的地基进行处理具有加固见效快、施工快捷方便、经济效益好等优点,产生了巨大的社会经济效益。但由于缺乏桩与土的相互作用、荷载分担比等计算方法的研究,制约了其在深厚软土中的应用,本文通过离心试验研究、数值分析、理论分析等手段,主要研究了桩长对刚性桩在软土中的受力情况、沉降的影响,得出以下结论:1、荷载作用下,位于荷载边缘的桩体受轴向压力较小,桩顶轴力约为内部桩的40%左右;边缘桩中性点深度约在其桩身1/2处,比内部桩的中性点深度大,受到的负摩阻力之和比内部桩多。离心试验监测的数据显示,桩体桩底轴力与桩顶轴力的比值大于50%;桩长对沉降的影响小于荷载对沉降的影响。2、本文对刚性桩复合地基的受力及沉降特点进行了分析。软土刚性桩复合地基中桩体由于桩间土的固结及压缩沉降,桩顶始终存在着负摩阻力。在软土刚性桩复合地基一个布桩单元中,单元荷载首先由单元内的桩侧摩阻力承担,剩余部分荷载由桩端反力及桩顶处的桩间土承担。3、根据刚性桩复合地基受力特点及沉降组成,建立了均布荷载作用下桩土相互作用计算模型,基于桩底球孔扩张的情况下,推导了桩体的桩身受力计算公式,通过迭代法求出了桩身轴力沿桩长的分布、桩体的上刺量、下刺量,根据理论计算得到的结果与离心试验结果最大偏差为13%,与有限元试验结果最大偏差为14%。4、中性点上部侧摩阻力呈倒三角形分布,中性点下部侧摩阻力先增大,后保持不变。5、桩长增长使复合地基的承载力增大、沉降减小原因是:桩身总的侧摩阻力增大,桩底向下刺入较小的位移可以产生较大的桩端反力,大幅的减小桩的下剌量。
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