用荷载传递法分析水泥搅拌桩的有效桩长
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用 荷 载 传 递 法 分 析 水 泥 搅 拌 桩 的有 效 桩 长
张 华 丰
摘 要： 对变模量水 泥搅拌桩单桩 的有效桩长和荷 载传 递规律进 行 了研究 ， 详细探讨 了各 种 因素对有效桩 长的影响 ， 结 果表 明： 效桩 长随着桩身模 量 的增大 而增 大， 有 而外摩擦角 和 ｋ增加 时有效桩长减小 ， 但其承 载力反而增大。
— —
ｆ ， ， 、
Ｚ
：
一
一０
、 （） ， ２
５ ——相对位 移 ；
地域 和气候 的影 响 ， 是一种很适合广 泛推广和应 用 的新技术 。
参 考文献 ：
基 础 ，０ ６ ２ （ ）７ —１ ２ ０ ，０ ３ ：９８ ．
［ ］ 李燕君 ， ３ 刘宜海． 边坡 生态防护工程现 状与 可持 续发展 的探
０ Ｚ
（） ３
对式 （ ） ２ 求导并联合式 （ ） ： ３有
～
义， 但人们对这个概念 的理解 还是比较一致 ： 当桩其 他条件 （ 的 桩
形状、 截面积大小 、 桩身 材料 等 ） 和地基 土 的特性 一定 时 ， 随着 桩 长 的增 大 ， 桩承载力 的增 加渐趋缓慢 ， 基 当桩长达 到某一定值时 ， 承载力的增加几乎为零 ， 即把这 个定值称 为基桩 的有效桩 长。在
维普资讯
・
１ ４４ ・
第３ ４卷 第 ２ ６期 ２ ００ ８年 ９月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ ＵＲＥ
Ｖ０ ． ４ Ｎｏ． ６ １３ ２ Ｓ ｐ． ２ ０ ｅ ０８
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ２ ．１ ４０ １ ０ ．８ ５ ２ ０ ｝６０ ４ ．２
式中： ， ， Biblioteka Ｒ广— —均为与材料性质有关 的参数 ， 由试验确定 ；
其 中 ， 为桩底 弹性模量 ； 为弹性模量变化率 。 Ｅ０ Ａ
具 体步骤如下 ：
材 料与土的外摩擦角 ；
—
—
水 的重度 ； 大气压力 ；
在桩上 取一单元 体 ， 由单元 体的静力平衡可得 ：
长的确定一直是研究人员关 注的问题 。 有效桩长 （ 记作 ｚ ， ）又称 临界桩长 ， 目前虽然还没有确切 的定
式 中 ： 【 一 桩 截面周 长 ； ｒ ——桩侧摩 阻力 。
考虑到单元体的弹性应变量随深度 的增加而减小 ， 于是有 ：
，、
Ｐ ＝ 一Ａ ， Ｅ （ ５ ３ 、
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｐｒ ｙ ｓ ｗｉ ｇ ｓｏ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｈ ｌ ｇ ｓ ａ ｃ ｎｄ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ａ ｏ ｎ ｌ ｐ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ
ＧＡＯ ｎ Ｙｏ ｇ
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关键词 ： 泥搅 拌桩 ， 水 荷载传递 法， 有效桩长 ， 变模 量桩
中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ． 文献标识码： Ａ
１ 问题 的提 出
水泥搅拌桩复合地 基是软土加 固的一种常用方 法 ， 在有深 但 厚软土的地区建造建筑物及构筑物 时 ， 水泥搅拌桩 复合地基 桩 用
讨 ［］ 中国交通 ，０ ５ ２ ：． Ｊ、 ２ ０ （ ）３
［ ］ 李绍才 ， 海龙 ． １ 孙 中国岩石边坡 植被护 坡技术现 状及发展 趋
势［ ． Ｊ 资源科学 ，０４２）６— 、 ］ ２０ （６ ：１ ６ ６ ［ ］ 秦质 朴 被护 坡 趋 势初探 ［ ］ 山西建 筑 ，０ ７ ３ （４ ： ４ 植 Ｊ． ２０ ，３ １ ） １ ２ １ ３＇ ０ —０ ． ［ ］ 曾芬芬 ， 倩 ． ２ 侍 岩质边坡 喷混植 生护坡技 术浅析 ［ ］ 土工 Ｊ．
是 随着桩模 量的变化 ， 有效桩 长也将 变化 。桩模量 的变化率 与有 与相对位 移 Ｓ 可近似 由双 曲线来表示 ：
效 桩长的关 系到底怎样 ， 少有 文献对此进行研究 。 很
２ 思路及 步骤
假设桩 的弹性模 量为线性变化 ， 桩身任意截 面的弹性模量为 ：
Ｅｏ ＋ （） １ （ 狮
不计。
旦
ｒ
ａ ２ ＡＥ ‘
式 （） ４ 是传递 函数 的基本微分方 程。
一
旦桩 土之 间的传 递函数确定之 后 ， 可求得 在竖 向荷载 下 就 此状态下 ， 有效桩长 以下那 部分 桩身对桩 承载力 的贡 献可 以忽略 桩周摩 阻力 、 桩身轴力分 布以及 桩身各截面 的位移 。 荷载 传递法 的关键是 确定荷 载传 递函数 ， 目前有几种 常用 荷 现在很多学者对 常弹性模量桩 的有效桩长进行 了研究 ， 水 载传 递函数 ， 但 但它们大都是研究 混凝土 与土 的关 系。除这些传 递 泥搅拌桩的受力 由上到下递减 ， 在施工 中由下到上搅 拌次数逐 渐 函数 之外 ， 本文尝试用 克拉 夫和邓肯提 出的双 曲线模 型作为传 递
增加则桩的弹性模量 也 由下 到上增 大。在相 同的荷载 下显然 变 函数 来分析水泥土桩 的传 力机 理。克拉 夫 和邓 肯对土 与其他 材 弹性模 量桩 也更 经济 ， 在工程实 践 中得 到了越来越 多 的应 用。但 料接触面 的摩擦试 验表明 ， 在正 应力 一定 的情 况下 ， 摩擦 力 ｒ
用 荷 载 传 递 法 分 析 水 泥 搅 拌 桩 的有 效 桩 长
张 华 丰
摘 要： 对变模量水 泥搅拌桩单桩 的有效桩长和荷 载传 递规律进 行 了研究 ， 详细探讨 了各 种 因素对有效桩 长的影响 ， 结 果表 明： 效桩 长随着桩身模 量 的增大 而增 大， 有 而外摩擦角 和 ｋ增加 时有效桩长减小 ， 但其承 载力反而增大。
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一
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５ ——相对位 移 ；
地域 和气候 的影 响 ， 是一种很适合广 泛推广和应 用 的新技术 。
参 考文献 ：
基 础 ，０ ６ ２ （ ）７ —１ ２ ０ ，０ ３ ：９８ ．
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义， 但人们对这个概念 的理解 还是比较一致 ： 当桩其 他条件 （ 的 桩
形状、 截面积大小 、 桩身 材料 等 ） 和地基 土 的特性 一定 时 ， 随着 桩 长 的增 大 ， 桩承载力 的增 加渐趋缓慢 ， 基 当桩长达 到某一定值时 ， 承载力的增加几乎为零 ， 即把这 个定值称 为基桩 的有效桩 长。在
维普资讯
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第３ ４卷 第 ２ ６期 ２ ００ ８年 ９月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ ＵＲＥ
Ｖ０ ． ４ Ｎｏ． ６ １３ ２ Ｓ ｐ． ２ ０ ｅ ０８
文 章 编 号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ２ ．１ ４０ １ ０ ．８ ５ ２ ０ ｝６０ ４ ．２
式中： ， ， Biblioteka Ｒ广— —均为与材料性质有关 的参数 ， 由试验确定 ；
其 中 ， 为桩底 弹性模量 ； 为弹性模量变化率 。 Ｅ０ Ａ
具 体步骤如下 ：
材 料与土的外摩擦角 ；
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水 的重度 ； 大气压力 ；
在桩上 取一单元 体 ， 由单元 体的静力平衡可得 ：
长的确定一直是研究人员关 注的问题 。 有效桩长 （ 记作 ｚ ， ）又称 临界桩长 ， 目前虽然还没有确切 的定
式 中 ： 【 一 桩 截面周 长 ； ｒ ——桩侧摩 阻力 。
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关键词 ： 泥搅 拌桩 ， 水 荷载传递 法， 有效桩长 ， 变模 量桩
中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ． 文献标识码： Ａ
１ 问题 的提 出
水泥搅拌桩复合地 基是软土加 固的一种常用方 法 ， 在有深 但 厚软土的地区建造建筑物及构筑物 时 ， 水泥搅拌桩 复合地基 桩 用
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是 随着桩模 量的变化 ， 有效桩 长也将 变化 。桩模量 的变化率 与有 与相对位 移 Ｓ 可近似 由双 曲线来表示 ：
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式 （） ４ 是传递 函数 的基本微分方 程。
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旦桩 土之 间的传 递函数确定之 后 ， 可求得 在竖 向荷载 下 就 此状态下 ， 有效桩长 以下那 部分 桩身对桩 承载力 的贡 献可 以忽略 桩周摩 阻力 、 桩身轴力分 布以及 桩身各截面 的位移 。 荷载 传递法 的关键是 确定荷 载传 递函数 ， 目前有几种 常用 荷 现在很多学者对 常弹性模量桩 的有效桩长进行 了研究 ， 水 载传 递函数 ， 但 但它们大都是研究 混凝土 与土 的关 系。除这些传 递 泥搅拌桩的受力 由上到下递减 ， 在施工 中由下到上搅 拌次数逐 渐 函数 之外 ， 本文尝试用 克拉 夫和邓肯提 出的双 曲线模 型作为传 递
增加则桩的弹性模量 也 由下 到上增 大。在相 同的荷载 下显然 变 函数 来分析水泥土桩 的传 力机 理。克拉 夫 和邓 肯对土 与其他 材 弹性模 量桩 也更 经济 ， 在工程实 践 中得 到了越来越 多 的应 用。但 料接触面 的摩擦试 验表明 ， 在正 应力 一定 的情 况下 ， 摩擦 力 ｒ