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桩基负摩擦力的研究与计算

李道振  
【摘要】:桩基作为一种最古老的基础工程形式,在现代化阶段得到迅速发展。随着桩基技术的发展和施工工艺的推陈出新,桩基础已经成为工程建设中应用最广泛的基础形式,桩基础在设计和施工中产生的负摩擦力也渐渐为人们所认识。鉴于负摩擦力对桩基础应用过程中的重要影响,桩基础的负摩擦力已经成为基础工程界的一个技术热点。 国内外一些实测资料表明桩基础在使用阶段负摩擦力可能产生非常大的下拉荷载和沉降,尤其产生的不均匀沉降对基础危害最大。在工程实践中,要在设计阶段即考虑可能出现的负摩擦力以保证基础的稳定性,在施工阶段要采取必要的措施避免出现负摩擦力,使用阶段出现的负摩擦力也要及时防治。 本文对确定单桩负摩擦阻力各种方法的优缺点进行了阐述,并对用简化模型法来确定单桩负摩擦阻力的必要性给予了肯定。对单桩负摩擦摩阻力的产生原因、产生机理、减少负摩擦阻力的方法、建筑桩基规范中负摩擦阻力的确定方法、负摩擦阻力中性点位置的确定、以及对荷载传递基本微分方程的推导都进行了论述。 本文基于荷载传递函数的概念,提出了一种用双折线模型来计算负摩擦阻力的新方法。利用双折线硬化模型来表示桩侧摩阻力与桩土相对位移的关系,并根据桩侧土与桩尖士处于不同的弹性和塑性状态,建立桩身轴向力和桩土相对位移的微分方程,利用连续和边界条件可解出相对位移,然后再根据相对位移又解出桩轴向力和负摩擦阻力。同时令相对位移为零可得出中性点位置。 对于多层土的情况,假定每层土均质,分别对各土层建立方程,联立各方程则可得到整个土层的方程组,然后根据土层界面的连续条件和边界条件,可解得负摩擦摩阻力。 结合两个工程实例对本文中建立的单桩负摩擦阻力简化模型公式进行验证,计算结果与实测值较吻合,具有一定的实用性。


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