柔性基础下基于平衡条件桩土应力比研究.pdfVIP

·228· 地基处理理论与技术进展 柔性基础下基于平衡条件的桩土应力比研究 郭院成1，李永辉1，李明宇2，周同和3 (1．郑州大学土木工程学院，郑州450001；2．同济大学地下建筑1二程系，上海290002； 3．郑州大学综合设计研究院，郑州450002) 摘要：刚性桩复合地基桩土应力比是决定复合地基受力变形性能的关键因素之一。本文考虑柔性基础的传 力特点，根据褥垫层的静力平衡条件，推导了柔性基础条件下刚性桩复合地基桩土应力比的计算公式，通过与 现场试验检测成果的对比分析，验证了本文桩土应力比计算公式的合理性，为柔性基础条件下复合地基的承载 性能及褥垫层设计提供了一定的理论参考。 关键词：复合地基；桩土应力比；柔性基础；静力平衡条件；试验研究 作者简介：郭院成(1965一)，男，河南辉县人，博士生导师，教授，主要从事地基处理与深基坑工程等方面的 教学和研究工作。 tan口，)2(H0+id 0引言 c“)一譬co。]=绋警(1) 由于基础协调变形，在褥垫层内，迫使桩顶上 褥垫层被动受力区与桩间土上的褥垫层主动受力 区发生较为显著的相对滑动[1I，桩问土顶面上褥 垫层对桩顶上褥垫层产生向下的相对滑动，致使 桩问土顶面的褥垫层对桩顶上褥垫层隔离体产生 向下的作用力。在最初加载过程中假定桩和桩间 土在承台底部沉降差异较小，在承台底部，桩顶部 隔离体与周围褥垫层沉降变形同步，则隔离体顶 部侧面所受的作用力为零，而在桩顶平面处隔离 体与周围褥垫层差异沉降最大，侧阻力也最大，大 图1 柔性基础下等长桩复合地基桩顶上部隔离体图 小自褥垫层顶面至底面逐渐增大，这里近似按线 性分布。 1 柔性基础下等长桩复合地基 具体受力分析如图1和图2所示。 隔离体平衡方程为 丌(吾H0tan口7+d)K。聩(i1川。+P。)sin(艿 图2土压力和侧向摩擦力计算简图 _口，)b盟笔竽监+丧抛(d+2Ho． 基金项目：河南省自然科学基金项目(0611010300)。 柔性基础下基于平衡条件的桩土应力比研究 ·229· 则 ，z，一jL (2)(z) 桩土应力比，，z7一竽；艿为桩顶隔离体侧表面外摩 咒一A—I P—,dz ∥8 式中 擦角，这里采用艿一妒；9为褥垫层的内摩擦角；K。 为桩顶隔离体侧表面主动土压力系数 F=(詈H。tan口7+d)K。H5(丢坩。+P。)sin(d Ka一—————暑坠贮垒兰==一。 _口，)+p。型号产盘+lyI(d-+-2H。· tan口7)2(H。+萼c。t 以随着外摩擦角艿、承台底部荷载、褥垫层材 a)一id3c。t口，] 料重度以及口7的增加而增大，随天然地基承载力 和桩径的增加而不断减小。 式中，f为隔离体侧面摩阻力，f—E。sin艿一 2 (IrK。H；+K。P。H。)sin艿；At为天然地基承载 柔性基础下长短桩复合地基 力与桩间土承载力之比，一般取为1；p。为桩顶应