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1、3桩顶荷载对桩基负摩阻力特性影响摘要比较了在桩顶荷载作用下的负摩阻力特性与无桩顶荷载时的差异,指出不考虑桩顶荷载的中性点位置是最低的,下拽力是最大的。分析的结果表明,当有桩顶荷载作用、中性点的位置明显高于无桩顶荷载,下拽力也明显小于无桩顶荷载时;随着桩顶荷载的增加,中性点上移的趋势明显,下拽力减小的趋势也很明显。桩顶荷载较小时,负摩阻力对于桩基沉降的影响基本上是线性的。关键词桩顶荷载负摩阻力当土体在其自重作用下尚未完成固结,或者由变形需要很长时间才能稳定。在这样的桩土相互作于其他原因造成土体的沉降继续发展,当土体沉降用中,只有桩周土体沉降大于桩的位移时,负摩阻力大于桩的沉降时,置于这些土层
2、中的桩会不同程度才会出现。显然,负摩阻力出现的部位与桩顶无荷地受到负摩阻力的影响。负摩阻力对于桩基的不利载作用时有很大的区别,中性点的位置肯定会高于影响已经引起了广泛的关注。尽管如此,还是出现无桩顶荷载的情况。随后也会出现与无桩顶荷载相了因为没有适当地考虑负摩阻力而使得基础失效的似的因下拽力产生的桩附加变形和中性点的位置变工程实例。动。由于桩的沉降-压缩曲线是随着荷载水平的提负摩阻力的出现、发展和发挥都是桩土相互作高而表现出由线性到非线性的,因此,负摩阻力的特[1、2]用的结果。在相关设计规范规程中,对于负摩性也会呈现与桩顶无荷载时不同的形态,而且会随阻力的考虑完全忽略了桩顶荷载的影响,这
3、对正确着桩顶荷载水平的不同而表现出一定的差异。评价负摩阻力的影响是不利的。本文拟通过有限元2有限元分析及结果讨论分析研究桩顶荷载对于负摩阻力的影响,探求桩顶荷载的影响规律。为了分析桩顶荷载对桩基负摩阻力特性的影响,对摩擦桩做了轴对称有限元分析。分析中采用1桩顶荷载对桩土相互作用的影响三角形十五节点单元离散土体和桩身混凝土,采用当桩顶没有荷载作用时,桩周土体的沉降是桩接触单元模拟桩土界面。土体的本构关系采用弹塑土相互作用的主要原因。土体沉降在桩身产生负摩性Mohr-Coulomb模型,桩身混凝土采用弹性模型。阻力,负摩阻力引起的下拽力使桩身产生压缩变形在有限元分析中,桩基长15m,直径<60
4、0mm,和桩端沉降。而桩身压缩变形和桩端沉降的出现又桩身混凝土标号为C25。先按照现行规范的要求通使得桩-土之间的相对位移关系发生变化并使桩的过计算的荷载-沉降曲线确定桩的极限承载力,然中性点上移。中性点上移使得桩身下部的出现正摩后再分析桩顶无荷载的负摩阻力特性,再按承载力阻力的桩身长度增加和正摩阻力总量增加,出现负特征值的50%,75%,100%和125%四种桩顶荷载摩阻力的桩身长度减小并且负摩阻力总量减少。而作用于桩顶,在上述负摩阻力的计算中地面堆载总正负摩阻力的长消使得桩-土间共同作用重新达到是保持相同的水平。以此来分析桩顶荷载变化的情平衡。只有在桩和土的沉降都稳定时,桩的中性点况下
5、负摩阻力特性变化。桩身穿过的土层物理力学[3]以及摩阻力沿桩身的分布才能稳定下来。指标见表1,场地的地下水位位于地表下6.4m。当桩顶有荷载作用时,土体变形不再是引起桩(1)从图1可以看出,随着桩顶荷载的增加,中土相互作用的惟一原因,桩顶荷载也是影响桩土相性点的位置明显地上移。由此可见,对于摩擦桩而互作用的主要原因。桩顶荷载作用下产生桩身压缩言,桩顶荷载对于负摩阻力特性有很大的影响。随和桩端沉降,这是在短时间完成的,桩周土体的沉降着桩顶荷载的增加,中性点上移,桩身中性点以下提34供正摩阻力的部分加长,正摩阻力总量增加。分析P2nPP=0.0031-0.8466+64.015(2)表明,不考
6、虑桩顶荷载确定的中性点是位置最低的。PRR桩顶荷载的存在可以使得中性点上移,而且随着桩顶式中符号Pn为负摩阻力引起的下拽力(kN)。荷载的增大中性点也会明显地上移。计算表明了目前采用的不考虑桩顶荷载影响的按照定值估计中性点位置的方法对于工作状况的桩基可能会因为没有考虑桩顶荷载的作用而得到明显偏低的中性点位置。表1土层分布及物理力学指标干容湿容内聚内摩压缩土层土层厚重γα重γ力c擦角模量名称度/m/kN·cm-3/kN·cm-3/MPaφ/(°)Es/kPa图2桩顶荷载P/R与下拽力的关系亚粘土1016188.5244700粘土1017.518.514279400图3桩顶荷载对下拽力的影响图
7、1中性点与桩顶荷载的关系通过最小二乘法进行曲线拟合,得到了与计算曲线吻合极好的二次曲线:l20PP=-0.1225-0.0461+0.641(1)lRR式中符号P为桩顶荷载,记为kN,R为桩在正常状态下的承载力特征值,记为kN。图4桩顶荷载对桩基沉降的影响拟合曲线与计算值吻合良好也并不代表这具有广泛的应用价值,不过说明了桩顶荷载对于负摩阻拟合曲线与计算结果吻合良好说明负摩阻力引力特性的影响也是有规律可循的,在这方面还需要
