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1、DOI:10.13204/j.gyjz2001.01.024技术创新基桩有效桩长的确定方法舒翔黄雨(同济大学地下建筑与工程系上海200092)摘要:给出了基桩有效桩长的定义,总结了确定基桩有效桩长的多种方法,可以为桩基和复合地基的优化设计提供依据。关键词:基桩有效桩长确定方法DETERMININGMETHODFOREFFECTIVELENGTHOFFOUNDATIONPILEShuXiangHuangYu(DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversityShanghai200092)Ab
2、stract:Thedefinitionofeffectivelengthoffoundationpileisgivenandseveraldeterminingmethodsfortheeffectivelengtharesummarizedinthispaper.Itisusefulinthedesignoptimizationofpilefoundationandcompositefoundation.Keywords:foundationpileeffectivelengthdeterminingmethod在进行桩基础优化设计时,确
3、定基桩的有效桩长是非常根据基桩有效桩长的定义,确定有效桩长的基本方法有必要的。最近,越来越多的学者对基桩有效桩长(特别是柔三种。[1～6]性桩复合地基的有效桩长)的课题进行了广泛的研究,2.1极限承载力控制法这不仅有助于加深人们对桩的受力机制的认识,还可以通过根据前面的分析,按照某一种方法确定的单桩极限承载改善桩基础的受力状况优化桩基础的设计,促使由目前的强力(如取桩顶沉降量为某一数值时所对应的桩顶荷载)与桩度控制桩基础设计方法向沉降变形控制桩基础设计方法的长的关系,可以表示为图1a的关系曲线。取曲线上单桩极转变,进而促进桩基乃至复合地基的研
4、究。限承载力增加值已非常缓慢的某一点所对应的桩长为有效桩长l0。1基桩有效桩长的定义2.2桩顶沉降控制法基桩有效桩长(不妨记作l0),又称临界桩长,目前虽然在一定荷载作用下,随着桩长的增加,桩顶沉降逐渐减还没有确切的定义,但人们对这个概念的理解还是比较一小,但减小的趋势却在逐渐变缓(图1b),取曲线上桩顶沉降减小速率已经很小的某一点所对应的桩长为基桩有效桩长致:当基桩其它条件(桩的形状、截面积大小、桩身材料等)和l0。地基土的特性一定时,随着桩长的增大,基桩承载力的增加渐趋缓慢,当桩长达到某一定值时,承载力的增加几乎为零,2.3基桩刚度控制法
5、[8]根据潘时声的研究,当桩长较小时,基桩刚度随桩长即把这个定值称为基桩的有效桩长。在此状态下,有效桩长的增加而增大;当桩长增加到一定值后,基桩的刚度增加就以下那部分桩身对桩承载力的贡献可以忽略不计。这一概变小了,可以取这时的某一值作为基桩的有效桩长l0,图念也可以从沉降角度来定义:在一定荷载作用下,随着桩长1c。的增大,基桩桩顶沉降逐渐减小,但当桩长超过某一极限时,除了上述三种基本方法以外,许多学者还提出了多种方桩的沉降几乎不再发生变化,即用增加桩长来减小沉降也存法来计算基桩的有效桩长。在一个极限长度,这一极限长度就称为有效桩长。[1～4]
6、2.4荷载-沉降理论曲线确定法已有的研究表明,不仅柔性桩存在有效桩长问题,[9]该法基于单桩荷载-沉降理论曲线,提出计算基桩有即使象钢管桩这种刚度极大的刚性桩也存在着有效桩长问[5]效桩长的理论公式为:[5,6]题;而且不仅单桩存在有效桩长,对群桩情况有效桩长[6,7]的概念同样成立。第一作者:舒翔男1970年2月出生工学博士讲师收稿日期:2000-08-012基桩有效桩长确定方法72IndustrialConstruction2001,Vol.31,No.1工业建筑2001年第31卷第1期n-1Apfp-up∑qsilii=1ln=(4)u
7、pqsn式中fp———桩体强度;up———桩身周边长度;qsi、li———第i层土的摩擦力标准值和土层厚度;图1桩长与基桩极限承载力、桩顶沉降量和刚度的关系qsn———末层土的摩擦力标准值。(a)-基桩极限承载力与桩长的关系;(b)-桩顶沉降量与桩长则水泥粉喷桩的有效桩长l0为的关系;(c)-基桩刚度与桩长的关系nl0=l1+l2+…+ln=∑li(5)i=1EpAp3λ此外,还可以通过研究桩身荷载传递的方法(如弹性理l0=2(1+μs)(1)Esπ(λ+2)论法、有限元法等)来确定基桩有效桩长,在此就不再一一列式中Ep、Ap———桩身材料的
8、弹性模量和截面积;举。Es、μs———桩周土的弹性模量和泊松比;3关于基桩有效桩长的讨论λ———单桩对周围土体的影响范围,用桩直径的R2-R1由基桩有效桩长的定义可
