基于虛擬嵌固點(diǎn)法計(jì)算樁基穩(wěn)定性的數(shù)值分析和模型試驗(yàn).pdf

1、目前，有序、合理、綜合、高效地開(kāi)發(fā)利用既有建筑物地下空間資源，成為合理擴(kuò)充基礎(chǔ)設(shè)施容量，提高城市綜合防災(zāi)能力，節(jié)約土地資源的最為有效的途徑之一。在既有建筑物下方建造地下室，需要利用原樁基或者增設(shè)新的樁基承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，再開(kāi)挖土方。隨著樁周土減少，樁基逐漸暴露，這不但影響樁側(cè)摩阻力，還會(huì)導(dǎo)致樁的屈曲穩(wěn)定性明顯下降。所以，開(kāi)展既有建筑樁基在樁周土開(kāi)挖條件下穩(wěn)定性的研究尤為重要。
　　本文利用虛擬嵌固點(diǎn)法提出了樁入土深度部分處于嵌固、

2、未嵌固和半嵌固三種狀態(tài)下受壓計(jì)算長(zhǎng)度公式。并利用數(shù)值分析和試驗(yàn)研究的方法驗(yàn)證公式的可靠性:首先，利用ANSYS有限元軟件分析特定開(kāi)挖深度下混凝土方樁隨入土深度增加，其穩(wěn)定性系數(shù)的變化規(guī)律;其次，進(jìn)行鋼管樁的模型試驗(yàn)，得到不同回轉(zhuǎn)半徑的鋼管樁在某一開(kāi)挖深度下的屈曲極限荷載和穩(wěn)定性隨入土深度增加的變化規(guī)律。將數(shù)值分析和試驗(yàn)結(jié)果與公式計(jì)算值相比較。
　　結(jié)果表明:開(kāi)挖深度一定時(shí)，隨入土深度的增加，樁的穩(wěn)定性系數(shù)在軟土中逐漸減小，在硬土中

3、卻稍有增大，但二者的穩(wěn)定性系數(shù)均趨于定值，這時(shí)便可認(rèn)為入土深度達(dá)到其臨界嵌固深度，與《港口工程樁基規(guī)范》提出的4T值接近。虛擬嵌固點(diǎn)法充分考慮了樁端約束、樁本身和樁周土體等參數(shù)對(duì)樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響，尤其是樁的入土深度對(duì)計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)和等效樁長(zhǎng)的修正，更符合樁的實(shí)際受力狀態(tài)。數(shù)值分析方法和模型試驗(yàn)較好的印證了本文提出的虛擬嵌固點(diǎn)法計(jì)算公式的可靠性，也為此公式在地下空間開(kāi)發(fā)利用工程實(shí)際中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
　　針對(duì)實(shí)際工程中，樁長(zhǎng)不變

4、，樁周土開(kāi)挖深度增加的特點(diǎn)，利用ANSYS有限元軟件模擬其穩(wěn)定性的變化規(guī)律。結(jié)果表明:開(kāi)挖深度越大、樁頂約束越弱、樁周土水平反力系數(shù)越小、樁徑越小時(shí)，樁基的穩(wěn)定性系數(shù)越小。同一開(kāi)挖深度下，樁頂、樁身設(shè)置水平支撐比樁頂自由的樁基穩(wěn)定性提高2～3倍。在豎向荷載不變時(shí)，增加水平荷載，樁基穩(wěn)定性明顯下降，且隨開(kāi)挖深度的增加，穩(wěn)定性下降的幅度增大，但水平支撐可有效抵抗水平荷載。在偏心距增大時(shí)，相同開(kāi)挖深度下樁基的穩(wěn)定性系數(shù)明顯降低。數(shù)值分析結(jié)果與