基于应力叠加原理计算大面积堆载条件下的桩侧摩阻力论文

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1、基于应力叠加原理计算大面积堆载条件下的桩侧摩阻力章先孟，戚文辉（浙江省工程勘察院，宁波，315012）摘要：目前，利用有关规范在计算有大面积堆载条件下的桩侧摩阻力时，过程较为复杂，本文基于通过总结已有工程经验的基础上，提出了比较简化的大面积堆载条件下桩侧摩阻力的计算方法，并通过工程实例对比分析了负摩阻力计算结果。关键词：桩基；负摩阻力；桩基承载力；计算方法。Calculationofpileshaftresistanceundertheconditionofmassheap-loadingonstresssuperpos

2、itionZhangxian-meng，Qiwen-hui(EngineeringInvestigationInstituteofZhejiangProvince，Ningbo，315012)Abstract：Accordingtotherelevantcode,theprocessaboutcalculationofpileshaftresistanceundertheconditionofmassheap-loadingismorecomplicated.Onthebaseofexistentengineeringe

3、xperience,thesimplifiedcalculationmethodofpileshaftresistanceundertheconditionofmassheap-loadingispresented;andthecalculationresultofnegativeskinfrictionisanalyzedondifferentprojects.Keywords：Pilefoundation；Negativeskinfriction；Thebearingcapacity；Calculationmetho

4、d0前言为了满足场地竖向设计要求，原低洼场地地面往往需要回填抬高，住宅小区特别是高档别墅区因景观设计等需要，往往存在着大面积覆土植绿等现象。场地回填土厚度由几十厘米至几米，部分场地甚至达十几米。地面附加堆载致使地基内部的土体应力状态发生改变，同时，建筑基础将产生因地面堆载引起的附加沉降。为了满足上部建筑荷载要求及控制基础沉降量，对于地面堆载达到一定程度的建筑工程，往往选择采用桩基础。但桩基方案的选择特别是大面积堆载条件下的桩侧摩阻力的确定往往困惑着工程勘察、设计单位。虽然有关文献及规范就大面积堆载对桩基工程的影响有不同程

5、度的涉及，特别是《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）提出了大面积堆载条件下的桩侧负摩阻力的经验取值方法。但是，该桩侧负摩阻力的取值方法基本是建立在明确“中性点”后进行的。在基桩“中性点”以上：对于桩周为软弱土—————————收稿日期：2009-06-15作者简介：章先孟（1971.11－），男（汉族），浙江慈溪人，工程师。5层的摩擦桩，桩周负摩阻力取0，即不考虑桩侧摩阻力，而桩侧为其它非软弱土层，则按照土层性质、堆载大小，根据有关经验公式计算取值；在基桩“中性点”以下，桩侧摩阻力将不再考虑大面积堆载影响，仍根据

6、土层性质、埋藏深度及桩基类型等进行确定。由于基桩“中性点”是指桩周某一深度处土体在大面积堆载情况下的变形量与基桩沉降量相同的假设点，虽概念较为明确，但在实际工程中，因不同结构部位的桩基受荷水平、沉降变形不尽相同，同时大面积堆载对不同部位的地基的影响也不尽一致。因此，对于既定的建筑，实际上基桩的中性点并非在同一水平面上，因此不同位置的基桩的桩侧负摩阻力也不尽一致。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）所提出的有关桩侧负摩阻力的计算公式及确定方法也是一种概略化的经验方法。诚然，在一定程度上减少了大面积堆载对桩基工程的不

7、良影响，但是，该方法取值过程繁复，在实际应用过程往往产生过之或不及的情况。本文依据桩侧摩阻力发挥原理，建立较为简便的计算公式，来分析确定大面积堆载的桩侧摩阻力。1桩侧摩阻力的确定归根到底，桩侧摩阻力是由于基桩与桩侧土体发生相对位移时，由桩侧土体提供的与基桩位移相对的摩阻力，根据库仑强度表达式[1]桩侧土体的侧摩阻力可由以下式⑴进行计算：qsik=KoPcztgφ’+Ck⑴式中：qsik—桩侧土极限摩阻力标准值（kPa）Ko—静止侧压力系数，由以下经验公式⑵、⑶取值，Ko=0.95-sinφ’（软土）⑵Ko=（1-sinφ

8、’）0.5（超固结粘性土、砂土、粉土）⑶φ’—有效内摩擦角（0），由φ’=0.7（Ck+φk）经验取值Pcz—计算点自重压力（kPa）Φk—直剪固快试验所得的内摩擦角峰值（0）Ck—直剪固快试验所得的内聚力峰值（kPa）在计算桩侧土层平均侧阻力时，考虑到桩侧阻力的厚度效应，当桩侧厚度h≤3.0m时，Pcz计算至该土层