樁身豎向承載力的齒形分析

郭雪豐

摘要：建筑物的基礎-結(jié)構(gòu)是巖土工程領域的重要研究方向。樁基礎是基礎研究領域的重點研究方向，樁基礎以其強大的承載力在工程領域得到廣泛應用，然而提高地基承載力是我們面臨的問題之一。通常，我們總是在考慮建筑基礎與基礎荷載之間的傳遞效率。本文通過flac3d分析軟件對齒形樁豎向承載力進行了分析，并通過幾個試驗結(jié)果證明了結(jié)果的可靠性。

關鍵詞：樁基礎、砂襯、齒形樁、豎向承載力

簡介

異形樁的發(fā)展不僅體現(xiàn)在數(shù)量上，而且結(jié)構(gòu)和施工都有一定的創(chuàng)新。由于樁基在形式上的多樣性，疏離可以從不同的角度出發(fā)，疏離樁來源于水平截面和縱截面。形狀樁可分為等截面樁和變截面樁。不管是哪個角度，其目的都是為了區(qū)別與其他的異化特征。

很明顯。齒形樁是變截面的預制結(jié)構(gòu)，通過齒面，齒形樁可以與建筑物所受荷載的基礎形成整體結(jié)構(gòu)。齒樁充分發(fā)揮樁身表面作用，接觸土體，增加樁身承載能力。由于齒樁的存在，側(cè)向力不僅僅表現(xiàn)為摩擦力。本文將通過軟件模擬齒樁在豎向荷載作用下，觀察單樁頂豎向位移，并通過現(xiàn)場試驗對試驗結(jié)果進行對比。軟件模擬齒樁和光滑樁承受豎向荷載，并對比實驗數(shù)值曲線 [1].

如圖1、2所示，建立了光滑表面和齒樁的結(jié)構(gòu)模型，置于均質(zhì)土中（模擬試驗土：Moore -庫侖模型，C = 10，Φ = 340）;樁為彈性模型，樁長34米，直徑0.95米，肋徑1.05米）進行加載試驗，記錄樁頂沉降變化情況。

利用Flac3d軟件建立如圖1所示的光滑樁模型和如圖2所示的齒形模型，通過模擬相同的應力環(huán)境，分別為24米、28米、34米、36米、38米的齒形樁和光滑表面荷載特征值。荷載特征值分析結(jié)果為齒形樁和光滑樁如圖3所示，24米樁，其承載力提高了67.18 %;28 m樁，其承載力提高了50.86 %;取34 m樁，其承載力提高了40.90 %;取36 m樁，承載力提高40.40 %;38m樁，其承載力提高了42.88 %。樁長增加時，可以發(fā)現(xiàn)單樁承載力的變化規(guī)律。當樁長增加到一定值時，特征值的承載力并不隨樁長的增加而增加。極限承載力取決于最佳長度和材料的量化標準[2]。

現(xiàn)場實驗

為保證兩樁在豎向荷載作用下處于同一土體中，對兩樁間距進行嚴格控制。當土體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，觀察到兩根樁處于加載過程中，對土體產(chǎn)生影響，兩根樁間距為兩米，在同時加載過程中，避免了另一根樁的干擾。

在兩米間距范圍內(nèi)進行了試驗。分別加載兩根樁。在加載過程中，記錄兩根樁的豎向承載力特征值及相應的沉降量。

土壤信息：③棕灰色，熊藍色，軟流塑為主，局部塑，飽和。⑥砂：棕灰色，褐色，疏松-中間致密，濕潤。⑧粘土：深灰色，棕色，灰色，以塑料為主，局部硬塑，飽和。中-高壓縮性。

參考文獻：

[1]Chong Wang. Pipe pile 15 years development in China and future [A]，precast concrete piles academic papers. 2004：8-10

[2]Tian-jian Lin. Modern theory of special-shaped columns and mechanical characteristics of [A]，mechanics and practices. 1998（10）：1-10

[3]Yuan-hai Jiang，wei from nine. Suggestions for the pipe pile industry present situation and the development of our country [B]，concrete and cement products，2007（8）：31-32