樁端土層性質(zhì)不同對(duì)超長(zhǎng)群樁的影響分析

宋 阮 余 昆 付 軍

（1.中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司 武漢 430034；2.武漢理工大學(xué)交通學(xué)院 武漢 430063）

普通樁根據(jù)樁端和樁側(cè)土分擔(dān)的樁頂荷載比例，可以分為端承樁、摩擦端承樁、端承摩擦樁和摩擦樁幾種形式。但對(duì)于超長(zhǎng)群樁而言，樁土位移比較大，即使樁端土層很剛硬，樁側(cè)摩阻力也不可忽視，不能將其簡(jiǎn)單地分為摩擦型或端承型［1－2］。另外，超長(zhǎng)樁由于樁側(cè)摩阻力和樁端摩阻力不是同時(shí)發(fā)揮，而要樁端的承載力充分發(fā)揮就需要相當(dāng)大的樁頂位移，可能導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)對(duì)沉降的要求不能滿足［3］。

本文采用數(shù)值計(jì)算方法，分析樁端土性質(zhì)不同情況下對(duì)高低承臺(tái)群樁基礎(chǔ)的承載性狀的影響，并考慮承臺(tái)－樁－土共同作用，為合理設(shè)計(jì)樁基承臺(tái)提供理論依據(jù)。

1 數(shù)值建模

樁端土層分別取黏土、砂土和圓礫進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，見表1。土體模型尺寸為110m×110m×115m。

超長(zhǎng)樁樁長(zhǎng)90m，樁直徑1.5m。樁混凝土材料的彈性模量為3.0×107kPa，泊松比取0.2，群樁基礎(chǔ)由9根基樁組成。

承臺(tái)尺寸為10.0m×10.0m×2.0m，材料和樁基礎(chǔ)一致。在承臺(tái)表面作用0.488kPa的均布力。針對(duì)不同土層，分別取承臺(tái)下表面在土表面下2.0m 的低承臺(tái)和土表面上2.0 m 的高承臺(tái)2種情況進(jìn)行分析。

表1 樁端不同土層參數(shù)

2 不同樁端土層對(duì)低承臺(tái)的影響

取承臺(tái)底低于土體表面2.0m 的低承臺(tái)，樁端土層分別為黏土、砂土和圓礫進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見圖1～圖4。

圖1 群樁軸力對(duì)比圖

圖2 不同樁端土層樁基各樁軸力對(duì)比圖

由圖1和圖2可見，當(dāng)樁端為砂土和圓礫時(shí)，角樁和邊樁樁頂附近的軸力有先減小后增大的過(guò)程。……