層狀地基中考慮樁端應力泡形擴散的單樁沉降計算方法

王立興，吳文兵,，楊曉燕，張云鵬，王奎華

(1.中國地質大學 工程學院，武漢 430074；2.浙江大學 濱海和城市巖土工程研究中心，杭州 310058)

樁基沉降計算是樁基工程設計中非常重要的部分。學者們對樁基沉降進行了廣泛而深入的研究，得到了很多有價值的單樁沉降計算方法，如荷載傳遞法[1-7]、剪切位移法[8-10]、彈性理論法[11-13]、規范法[14]和數值計算法[15-17]等，其中，荷載傳遞法因可通過不同的樁土相互作用模型來反映樁土共同作用、地基層狀特性而被學者廣泛運用。總的來說，基于荷載傳遞法的樁-土相互作用模型主要有理想彈塑性模型[1,4-6]、雙折線硬化模型[3,18]、三折線模型[19]及雙曲線模型[7]，通過選取不同的樁-土相互作用模型，可以較準確地得到不同土性中單樁的沉降，具有較好的工程適用性。

上述研究采用荷載傳遞法計算樁基沉降時，均將樁端土對樁的支撐作用簡化為彈簧模型，彈簧參數可結合樁端土硬化特性、非線性特性等根據實測的樁端反力-位移曲線反演確定。然而，這種彈簧支撐模型存在一些不足：無法考慮樁端土體的層狀特性；無法建立樁端土層物理力學性質與彈簧參數之間的相互關系；且無法反映持力層內及以下土體性質的變化對單樁沉降的影響[20]。為此，Wu等[20-21]提出了虛土樁模型，并用于樁基縱向和扭轉動力特性分析。隨后，王奎華等[22]率先將虛土樁模型應用于層狀地基中的單樁沉降計算分析，并提出采用錐型虛土樁模型來考慮樁端應力擴散效應對單樁沉降的影響[23]，辛冬冬等[24]將虛土樁模型推廣到層狀地基中的群樁沉降分析。……