【摘要】隨著我國(guó)城鄉(xiāng)的發(fā)展，樁基礎(chǔ)應(yīng)用越來越廣泛。在樁基礎(chǔ)分析中單樁性狀是分析群樁基礎(chǔ)和其他復(fù)雜基礎(chǔ)性狀的基礎(chǔ)，而荷載平衡法作為分析單樁的豎向承載力和沉降的方法因其概念明確，計(jì)算簡(jiǎn)單而得到廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】單樁；荷載傳遞法；豎向承載力；沉降

0 引言

隨著我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，樁基礎(chǔ)作為大型建筑物、構(gòu)筑物中運(yùn)用最多的一種深基礎(chǔ)形式，其應(yīng)用越來越廣。

1 樁基礎(chǔ)介紹

由樁和連接樁頂?shù)臉冻信_(tái)（簡(jiǎn)稱承臺(tái)）組成的深基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱樁基。樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點(diǎn)，幾乎可以應(yīng)用于各種工程地質(zhì)條件和各種類型的工程，尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構(gòu)）筑物。因此，在沿海以及軟土地區(qū)，樁基應(yīng)用比較廣泛。在人類有歷史記錄以前，就已經(jīng)在地基上條件不利的河谷及洪積地區(qū)采用了樁基工程方法。

按照樁的制作方式可以將樁分為灌注樁和預(yù)制樁。灌注樁按照孔的挖鉆方式又可以分為人工挖孔樁和機(jī)械鉆孔樁。人工挖空樁作為大直徑灌注樁，先于1893年在美國(guó)問世，至今已經(jīng)100多年的歷史。鉆孔灌注樁是在人工挖孔樁問世后約50年，即20世紀(jì)40年代。第二次世界后世界各地經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和發(fā)展，高層、超高層建筑物和重型構(gòu)造物不斷興建，絕大數(shù)都采用了鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的局面，其用量逐年上升，居高不下。

預(yù)制鋼筋混凝土樁結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久，可按需要制成不同尺寸的截面和長(zhǎng)度，能承受較大的豎向荷載和施工錘擊應(yīng)力，且不受地下水和潮濕變化的影響，在建筑基礎(chǔ)工程中應(yīng)用廣泛。

由于現(xiàn)代城市環(huán)境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格，對(duì)沉樁噪聲、振動(dòng)、擠土等的監(jiān)控、檢測(cè)和防護(hù)措施綜合技術(shù)有了發(fā)展。迄今，鋼筋混凝土樁任然是我國(guó)工程建設(shè)中應(yīng)用最多，最為普及的樁型。

2 單樁分析理論

單樁豎向承載性狀的理論分析方法有荷載平衡法、彈性理論法、剪力位移法和有限元法等。

荷載傳遞法把樁劃分為許多單元，每一個(gè)單元與土體之間采用非線性彈簧連接，以模擬樁、土間的荷載傳遞關(guān)系。樁端土也采用非線性彈簧和樁端連接。非線性彈簧的應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系表示了樁側(cè)摩阻力與剪切位移之間的關(guān)系，這一關(guān)系稱為荷載傳遞函數(shù)。

樁周土與樁基之間有相對(duì)位移才可產(chǎn)生側(cè)摩擦力，發(fā)揮極限側(cè)摩阻力所需位移與樁徑成正比關(guān)系，并與施工工藝，土層性質(zhì)及分布位置有關(guān)。樁側(cè)阻力受擠土效應(yīng)影響而增大。不同的成樁工藝會(huì)使樁周土體中應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)發(fā)生不同的變化，從而導(dǎo)致樁側(cè)阻力的相應(yīng)變化。這種變化又與土的類別、性質(zhì)，特別是土的靈敏度、密實(shí)度、飽和度密切相關(guān)。

樁端阻力的大小主要與樁端土層性質(zhì)、側(cè)摩阻力的發(fā)揮程度、成樁工藝等因素有關(guān)。樁端阻力的發(fā)揮滯后于樁側(cè)阻力的發(fā)揮，樁端土層受壓產(chǎn)生壓縮變形，塑性變形至剪切破壞達(dá)到極限承載力。樁端阻力隨著入土深度增加而增大。當(dāng)達(dá)到一定深度時(shí)，樁端阻達(dá)到最大值不變。

傳遞函數(shù)法假定樁側(cè)任意一點(diǎn)的位移只與該點(diǎn)的摩阻力有關(guān)，而與其他點(diǎn)的應(yīng)力情況無關(guān)，忽視了土的連續(xù)性，因此在理論上有一定的局限性。

傳遞函數(shù)法以樁體為研究對(duì)象，傳遞函數(shù)位移是樁身位移，不考慮土體的連續(xù)性就不能考慮由于樁側(cè)摩阻力向下傳遞而引起的樁端土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降。這樣分析樁端及樁身下部受力狀況與位移是不夠準(zhǔn)確的。

某工程樁端支撐于中細(xì)砂上的泥漿護(hù)壁鉆孔擴(kuò)底樁，如圖所示：

3 單樁樁端沉降

單樁樁端的沉降組成由三部分組成：1樁本身的彈性壓縮量；2由于側(cè)摩阻力向下傳遞導(dǎo)致樁端土體的壓縮引起的沉降；3由于樁端荷載引起的樁端土體的壓縮引起的土體壓縮引起的沉降。

荷載傳遞分析法是單樁荷載-變形分析最常用的一種方法，承受豎向壓力的單樁通過樁側(cè)摩阻力和端阻力的發(fā)揮將荷載傳遞擴(kuò)散到地基土中，根據(jù)樁側(cè)摩阻力和端阻力分布函數(shù)求解單樁沉降。此法的關(guān)鍵是荷載傳遞函數(shù)的確定，即表示樁側(cè)摩阻力與位移間的關(guān)系，這一關(guān)系成為傳遞系數(shù)，利用已知樁側(cè)和樁底荷載的傳遞函數(shù)，求解傳遞函數(shù)法的基本微分方程：

解得樁頂荷載與沉降關(guān)系函數(shù)曲線、樁身荷載沿樁身的分布曲線以及樁側(cè)摩阻力沿樁身的分布荷載曲線。

4 總結(jié)

荷載傳遞法概念明確，能反映樁土體系的荷載-沉降主要工作機(jī)理，同時(shí)具有計(jì)算簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。目前已形成了一套較為完善的分析方法。在以后的工作中，應(yīng)該更加重視荷載傳遞機(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得出較為實(shí)用的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。

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