被动桩-侧移软土相互作用与桩身被动荷载分析
2020-07-21郭院成
土木工程与管理学报 2020年3期
张 浩,孙 凯,杨 玲,郭院成
(1. 郑州大学 土木工程学院, 河南 郑州 450001;2. 郑州市市政工程管理处,河南 郑州 450053;3. 郑州市市政设施维修建设有限公司, 河南 郑州 450053)
工程实践中,引起周围土体相对桩体发生运移的诱因很多,如坡体滑坡、临近堆载或开挖等[1],使得既有构筑物基础桩基在主动承担结构荷载的同时,还需要抵抗周围土体位移所产生的被动荷载作用。尤其是在饱和软黏土中,土体侧向位移对桩身产生的附加水平荷载,极易使基桩的承载性状发生明显改变。原本按抗压承载和沉降控制设计的竖向承载桩,可能转变为受水平附加被动荷载控制的侧向抗弯桩。若考虑不当,极易产生工程问题,如2009年上海“莲花河畔景苑”一幢13层楼房的整体倾覆事故[2]、连云港某互通因下行公路路基填筑引起跨线桥60根墩柱偏移事故[3]等。
因此,科学评估侧移土体与被动受荷桩之间的相互作用以合理确定桩身附加被动荷载效应成为解决此类工程问题的关键。目前,我国现行设计规范中尚无针对桩周土体侧移不利影响的充分考虑。国内外学者们大多采用数值分析的方法对此类被动桩的桩土相互作用与受力特性进行研究[2,4~6]。简化的理论分析方法则分别从变形协调和作用等效两个角度入手开展了大量研究,并形成了基于土体位移的两阶段分析法[4~6]和基于土压力的极限作用力模型[7~8]。其中,前者主要是通过数值模拟或现场实测首先确定无桩地基土的侧向位移场,然后将其施加于桩上,根据桩土变形协调确定桩身被动荷载;……
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