复合桩基的研究现状以及成果

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1、复合桩基论文姓名：赵军学院：土木建筑工程学院学号：2008301550176摘要：本文对复合桩基的概念及作用机理进行了阐述，并对桩、土、承台三者共同作用的产生条件、作用机理进行了初步分析，同时对群桩一土一承台结构共同作用的目前上较为流行的几种分析方法以及使用条件进行了略述，而且对复合桩基在国内外历史与现阶段的异同做了简述特别是对公路桥梁上复合桩基的应用可能及发展前景进行了展望。关键词：复合桩基承台、作用机理公路桥梁沉降第一部分复合桩基的概念承、载力确定、设计思想等一、复合桩基的概念础设计中，经常会遇到下述情况：如果用天然地基上浅基础方案，地基强度要示能基满足

2、或相差不大，但地基变形验算结果，往往沉降过大无法满足设计要求，这是就可考虑采用沉降控制复合桩基(也称减少沉降量桩基、疏桩基础等)方案。它是一种介于天然地基上浅基础和常规桩基(按单桩设计承载力确定桩数)之间的一种基础类型，和常规桩基不同，沉降制复合桩基主要根据建筑物容许沉降量要求确定桩数。1979年童羽湘基于群桩基础工作机理的分析，提出了分不同情况按沉降设计桩基础的初步设想。80年代中后期黄绍铭等人，提出了减少沉降的设计思想与方法，1991年在《减少沉降桩基础的设计与初步实践》一文中进行了阐述，认为减少沉降量桩基实际上是以变形控制为原则，考虑桩与承台共同作用，

3、介于天然地基上浅基础与桩基础的一种型式。自1987年开始管自立开始进行桩基设计新探索，提出用桩来补偿天然地基，改善天然地基的新构思，从而利用天然地基承载力来减少桩基和疏化桩基，使桩基与天然地基达到互补效应。并称之为疏桩基础。90年代初宰金珉教授提出了复合桩基的设计方法，并将复合桩基定义如下：按大桩距布置的低承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦群桩承台底土体共同承载上部荷载，纯桩基础与天然地基之间的新型基础形式。二、复合桩基作用机理桩基是以桩与桩间土共同作用为前提，以沉降控制为标准作为其设计指导思想。单桩非线性工作性状在复合桩基工作过程中的主导作用。桩一土一承

4、台共同作用是指桩、土和承台在外荷载作用下各方受荷与变形发展过程中相互协调、相互制约、相互依存以及相互矛盾的过程。承台的作用：(1)产生土中应力，当排水固结达一定程度时它提高承台下地基土的承载力，也提高桩土间的侧壁法向应力和摩擦阻力及其极限值，起“加强作用”；(2)迫使桩间土沉降，限制桩上段侧壁摩阻力的发挥，起“削弱作用”；(3)决定桩顶的固端特征；(4)迫使桩同步下降，使各桩顶荷载不等，(一般情况是：角桩>边桩>中心桩)；(5)通过承台底面与土的之间的摩阻力限制土的外挤。桩的作用：(1)群桩使承台下的土不易被侧向挤出，从而既提高地基土的极限承载能力，又增加了

5、桩间土的侧向应力与摩擦阻力，这就是“遮拦加强作用”；(2)桩本身的Mindlin效应使整个桩长范围的土体和桩端以下的土体产生沉降，对桩端以上土体在摩阻力作用下起“下曳作用”；(3)在一定条件下，长范围内产生土的负附加应力，但种种分析研究表明Mindlin的负应力效应是较小的；(4)桩周土体中产生沉降，进而影响相邻桩的侧摩阻力的发挥。土的作用：(1)改变自身的媒介作用：在承台或桩的荷载作用下通过不同的排水固结状态改变自身的应力应变及强度状态，由线性弹性转入弹塑性，进而反作用于桩或承台；(2)土自沉削弱作用：土在自身一些因素作用下引起的附加固结沉降，从而削弱了桩

6、侧摩阻力和对承台的反力，甚至在一定条件下使承台与土脱开；(3)由于土体本身的固有特征(如固结、蠕变、触变等时间特征，湿化、循环膨胀收缩等强度与体变效应，使共同作用表现出种种其它的规律，并对这些规律起控制作用。摩擦型桩或以摩擦为主的摩擦端承刚性桩桩顶受压后，上部荷载通过桩身向桩周土传递，提供抗力的桩周土在上部荷载的作用下大体上要经历三个阶段。弹性变形阶段。此时上部荷载较小，桩顶荷载在桩身变形下所做的功将全部转化为桩本身的弹性压缩势能、桩侧土的剪切变形势能及桩底土的弹性压缩势能，桩土处于弹性工作状态，荷载一沉降曲线可近似表示为直线。弹塑性阶段。随着上部结构的施工

7、荷载不断增加，桩与桩周土的相对位移不断加大，此时在距桩顶一段范围内的桩侧土的剪切变形已进入塑性状态，而其下部的桩侧土剪切变形及桩底土的压缩变形仍处于弹性阶段。桩顶荷载所做的外功一部分由桩上部桩侧土的塑性变形所吸收，其余部分转化为桩本身混凝土、桩侧土及桩底土的弹性势能。桩身与下部、底部桩侧土处于弹性工作状态，而上部桩侧土产生塑性变形，上部分桩侧摩阻得到完全发挥，此时荷载一沉降曲线非线性变化。桩周土塑性变形急增段。这一阶段桩侧土的塑性剪切变形从桩侧上部逐渐发展到桩侧下部，随相对位移不断增加，桩基土的压缩变形也渐由弹性阶段进入塑性变形阶段。桩顶荷载的稍许增加将会引

8、起较大的桩顶下沉量。桩顶荷载做的外功大部分将由桩周土