边载作用下桩基承载性能数值分析
2012-08-11姚文娟陈尚平程泽坤
土木与环境工程学报 2012年4期
姚文娟,陈尚平,陈 杰,程泽坤
(1.上海大学 土木工程系,上海200072;2.中交第三航务工程勘察设计院,上海200072)
随着国民经济的发展,建筑密集度越来越高,由于空间的局限,不论是在施工过程中抑或在完工后,常常会有大量边载对已有的建筑产生影响。比如周边建筑物、路堤、抛石、周边基坑开挖,周边大量材料堆积等引起的边荷载对桩基的承载性能有很大的影响[1-3]。边荷载会引起所在区域土体的固结沉降和侧向变形[4],特别当处于软弱土层时,边荷载会引起桩周土体的沉降,产生额外的附加力,即负摩阻力[5-6]。近年来在沿海城市软土地区,由于设计时未考虑边荷载的影响而出现较大的差异沉降导致建筑物倾斜、开裂而无法使用。2009年6月27日上海市莲花河畔景苑13层在建住宅楼就是大量的堆土边荷载导致整栋高楼及桩基连根拔出倒塌破坏。因此边载效应削弱桩基承载力,引起建筑物的损坏这类问题正日益引起人们的关注,更是目前工程迫切需要解决的问题。
负摩阻力引起桩基承载力下降问题一直是研究热点之一,Matyas等[7]论述了桩身上负摩阻力和中性面的存在,特别是中性面的位置取决于桩周土体的固结程度。赵明华等[8]将能量法方程引入负摩阻力的数值计算,并将其与桩身位移协调方程联立,得到桩侧负摩阻力的迭代解。Lee等[9]对承受堆载作用的群桩承载性能进行了研究。律文田等[10]通过路基填土过程中桥台桩基的现场试验,得到基桩内力和负摩阻力的变化规律。……
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