CFG桩复合地基负摩阻力作用分析与研究.pdfVIP

·144· 全国中文核心期刊 路基工程 2008年第6期(总第141期) CFG桩复合地基负摩阻力作用分析与研究 盛小龙 潘卫东 (东南大学土木工程学院江苏南京210096)(华南理工大学建筑学院) 摘要根据CFG桩复合地基负摩阻力发生机理和影响，将复合地基负摩阻力的发生过程简化 为三个阶段；并基于第一阶段对复合地基负摩阻力的决定作用，通过线弹性模型计算出了负摩阻力作 用长度和相对沉降量，并以此来判定负摩阻力作用的大小。 关键词CFG桩复合地基负摩阻力 相对沉降量 1前言 作为低强度混凝土桩，其强度和刚度都较一般刚性桩 近年来CFG桩在工程尤其是软土工程中得到了 基础低，这样负摩阻力对CFG桩体将产生较大的竖 广泛应用。CFG桩体、桩间土和垫层形成复合地 向压缩变形，使复合地基的总体沉降显著增大。这对 基…。CFG复合地基通过褥垫层的设置充分发挥了桩 以沉降控制的实际工程的影响是不可忽略的。 间土的承载力，极大地提高了CFG桩复合地基的承 载力和抗变形性能，有效地降低了工程造价；但同时 3 负摩阻力CFG桩桩身与桩周土的相对沉降 由于桩间土分担了上部荷载，相对于传统的桩基，复 3．1计算模型 合地基的桩间土也将产生较大的沉降，用传统的桩基 CFG桩复合地基在上部刚性基础荷载作用下的变 础的侧摩阻力理论来研究CFG桩复合地基，显然与 形过程，可理想化为三阶段：①在上部刚性基础荷载 实际工程中的工作性能有较大出入。 作用下，CFG桩体和桩间土与它们各自上部的柔性褥 垫层独立产生沉降变形；②由于上一阶段的差异沉 2 负摩阻力发生机理和影响 降，荷载向沉降相对较小的桩间土转移；③荷载的连 2．1负摩阻力发生机理 续多次转移，最终使桩土变形协调，即褥垫层表面各 一般地基土对桩体的摩擦力是向上作用的。但桩 点的沉降量相等。 间土层由于某种原因而发生地面沉降时，桩周土对桩 在这三个阶段中，第一阶段的差异沉降产生于 身产生相对的向下位移，这时桩身承受向下作用的摩 CFG桩体、桩周土、褥垫层三者之间刚度的显著差 阻力，桩周土层通过作用在桩上的向下作用的摩阻力 异，同时也将产生较大的负摩阻力；第二、第三阶段 而悬挂在桩身上。这部分摩阻力不但不是桩承载力的 是荷载转移和变形协调阶段，也是对负摩阻力作用区 一部分，反而变成施加在桩身上的外加荷载。这种由 的范围和作用强度的微调阶段；第一阶段的相对沉降 地面沉降引起的使桩身向下作用的摩阻力，称为负表 量大小是决定CFG桩复合地基负摩阻力作用的最主 面摩阻力，简称负摩阻力旧-。在桩的压缩沉降量比地 要因素。为简化计算模型，可作如下假定∞1。 基大时，桩身上仍为向上作用的正摩阻力，正、负摩 (1)复合地基中，CFG桩体为等截面各向同性 阻力变换的位置，称为中性点。 线弹性体，桩间土为成层分布的线弹性体； 负摩阻力的发生主要考虑：@CFG桩体对褥趣层 (2)CFG桩体支承在密实土层上，无软弱下 的刺人使桩周土产生相对于桩身向下的沉降，在桩身 卧层； 表面产生一定范围的负摩阻力；②由于褥垫层的调节 (3)CFG桩体和桩间土仅发生一维竖向压缩 作用，使上部荷载随时间的增加逐渐向桩间土转移， 变形； 桩土应力比减小，加速桩周土的竖向压缩固结，使桩 (4)CFG桩体及其上部对应的褥垫层为独立体 身表面在一定的范围内产生负摩阻力；③桩周土体材 I，桩间土及其上部对应的褥垫层为独立体1I； 料自身的某种特性(例如黄土