用单桩沉降估算群桩沉降的计算方法

第 23卷 2009钲 第 1期 2月 岩 土 工 程 技 术 Geotechnical Engineering Technique Vo1．23 No．1 Feb，2009 文章编号：1007—2993(2009)O1—0001—04 用单桩沉降估算群桩沉降的计算方法 张乾青 张忠苗 (浙江大学岩土工程研究所 软弱土与环境土工教育部重点实验室 ，浙江杭州 310027) 【摘 要】 由于群桩沉降计算时参数的选取不易把握，而单桩沉降较易得到，找到一种用单桩沉降来代替群桩沉降的 方法无疑会使得问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 变得简单。单桩沉降由桩身压缩和桩端沉降组成。采用桩身线弹性的假定计算单桩桩身压缩，利用 分层总和法计算单桩桩端沉降。同时在群桩沉降计算时考虑桩身压缩对沉降的贡献 ，并用承台下的平均附加应力乘以桩 端荷载传递系数后作为桩端的附加应力。根据单桩和群桩沉降计算时的异同，提出了一种用单桩的沉降估算群桩沉降的 方法，使得在群桩沉降计算时，参数选取较为容易，且计算较为简单。最后介绍了该方法在桥梁工程桩基础沉降计算中的 应用 。 【关键词】 群桩沉降；单桩沉降；桩身压缩；估算 【中圈分类号】 TU 473 Calculation Method of Pile Group Settlement Based on Single Pile Settlement Zhang Qianqing Zhang Zhongmiao (MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering， Institute of Geotechnical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China) [Abstract] The selection of parameter of single pile settlement can be obtained more easily than the one of pile group． That means，if single pile settlement can be used to estimate pile group settlement，the problem will be easier．The settlement of single pile consists of compressive deformation of pile stem and settlement of pile tip．The compressive deformation of pile stem is calculated by adopting hypothesis of“near-e1asticity and settlement of single pile tip is calculated by layerwise summa— tion method．Furthermore，in the process of calculating pile group settlement，the method pays attention to the contribution made by compressive deformation of pile stem．Meanwhile，additional stress of pile tip is obtained by multiplying average stress under platform and coefficient of load transfer．According to similarities and differences of the method of calculating settlement between single pile and pile group，it shows a new way of calculation，which is single pile settlement estimates pile group set— tlement．This method can makes it easier choose parameter and do calculation．The last part of this paper introduces the appli— cation of the new way in calculating the pile foundation settlement of bridge project． [Key Words] pile group settlement；single pile settlement；compressive deformation of pile stem；estimate 0 引 言 群桩基础沉降计算是一个较为复杂的问题，受 到桩数、桩距 、桩的长径比、桩型、桩端和桩侧土的性 质等其他很多因素的影响。目前群桩沉降计算方法 有等代墩基法，经验法，Mindlin—geddes法 ，等效作 用分层总和法等 。建筑桩基规范法[1 采用等效作用 法，但存在一些问题值得讨论。第一，该法直接将承 台底部的附加应力当作桩端的附加应力 ，这样将导 致压缩层厚度取值变大，使得最终 的计算结果可能 偏大；第二，规范 中没有考虑桩身的压缩 ，而根据大 量单桩静载荷试验的测试结果和研究[2制表明，桩身 压缩量对桩顶沉降具有较大影响，对于超长桩来说 ， 这种影响尤为明显。对于大直径超长桩，桩身 自重 也会对桩身压缩产生一定的影响，因此，这样会使得 沉降的计算结果偏小。 对于群桩 基础来说 ，由于参数 的选 取较难把 握，使得沉降计算显得较为困难。而对于单桩来 说 ，单桩沉 降容 易得 到。因此找到一种 用单桩沉 降推算群桩沉降的方法将会使群桩沉降计算变得 简单 。 作者简介：张乾青，1983年生，男，汉族，山东济宁人，浙江大学岩土工程专业研究生，主要从事基础工程与桩基础的研究工作。 E-mail：zqq5820948@126．corn 2 岩 土 工 程 技 术 2009年第 1期 针对以上问题提出了桩基沉降计算的修正方 法。对于群桩基础 ，将承台下的平均附加应力乘以 桩端荷载传递系数__6 后作为桩端的附加应力 。单桩 桩身压缩量计算时，考虑了桩身材料 自重对桩身压 缩量的影响，利用单桩与群桩沉降计算时的异同，给 出了用单桩的沉降来估算群桩的沉降的计算方法， 最后通过工程实例对本文方法进行了验证。 1 单桩沉降量的计算 1．1 单桩桩身压缩量的计算 桩身压缩可 以通过实测和理论计算 的方法获 取 。张忠苗[2 提出的关于桩身压缩的实测方法作为 试桩的一部分重要的内容在许多重要的工程中得 以 应用，该方法通过测试出荷载一桩顶沉降曲线 以及荷 载一桩端沉降曲线，从而得出荷载和桩身压缩的曲 线 。如果缺乏实测资料 ，采用理论计算方法可以近 似得出桩身压缩量。假设桩身为线弹性的 ，桩身截 面积取为A、弹性模量取为 ED，考虑桩身自重，任一 深度 z处(见图 1)桩身截面的荷载为： Q(z)+dQ(：) 图 1 桩身压缩分析示意图 Q(z)一F+Az7d一7c l q (z)·dz (1) r J o 则桩身 z断面的 dz段的弹性压缩量为： ds(z)一Q(2 2) 桩顶 自Z断面的弹性压缩量为 ： s( )一 J0Q(z)·d (3) 全桩长的压缩量为： f)一南JI~F+Azyd J。gs( ]．dz一 器一去 ·d ㈤·dz+ ㈤ 式中：Zd为桩身材料钢筋混凝土的重度 ，kN／m~； q ( )为桩侧摩阻力的函数；F为单桩桩顶设 计荷载；d为桩径 ；z为桩长； Q(z)为桩身 z断面处受到的力。 式(4 最一 )·出为不考虑桩 身 自重的全桩长的压缩量，可以将此项统一表示为： s (z)一& (5) 式 中： 为桩身压缩系数。 为简化计算 ，规定 对于端承型桩， =1．0；对 于摩擦型桩可按长径 比确定 &，当 l／d≤30时， 一 2／3；当 Z／d≥8O时，&一1／3；当 30