一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法技术

本发明专利技术涉及复合地基承载力计算领域一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，先判断是否需要考虑桩侧土体负摩阻力的影响；若不需考虑桩侧土体负摩阻力的影响，则分别计算第一单桩承载力特征值和第二单桩承载力特征值，取最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力；若需考虑桩侧土体负摩阻力的影响，则分别计算第三单桩承载力特征值和第四单桩承载力特征值，取最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力；并计算粘结桩复合地基承载力特征值。本发明专利技术考虑桩身轴力变化和不同土层形成的桩身强度的不同和负摩阻力的影响，相较于现有的计算方法计算更为准确，可以节约资源。可以节约资源。可以节约资源。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法


[0001]本专利技术涉及地基承载力计算领域，尤其涉及一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法。

技术介绍

[0002]有粘结强度的桩(即，粘结桩)复合地基，适用于淤泥、淤泥质土、黏性土(软塑～可塑)、粉土(稍密～中密)、砂土(松散～中密)、黄土、填土地基的地基加固，因其造价低、加固效果好而被广泛应用于地基处理。但在现行《建筑地基处理技术规范》中计算单桩竖向承载力时，未考虑桩身轴力随深度的变化，因此在计算一般有粘结强度桩复合地基承载力时较为保守，而在计算桩间土存在负摩阻力的有粘结强度桩复合地基承载力特征值时，未能考虑负摩阻力导致的桩身轴力增大，而导致计算结果较实际值偏大。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，可以解决现有规范中对粘结桩桩身轴向随深度变化考虑不足的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案:
[0005]本专利技术提供一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，所述方法包括如下步骤：
[0006]判断是否需要考虑负摩阻力；
[0007]若不需要考虑负摩阻力，则计算第一单桩承载力特征值和第二单桩承载力特征值，并取其中的最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力，其中，所述第一单桩承载力特征值由桩周围土体对桩侧的摩阻力和桩端土体端阻力确定；所述第二单桩承载力特征值由自桩顶面向下数第i层土土层顶面轴力和自桩顶面向下数第i层土形成的桩身强度确定；
[0008]若需要考虑负摩阻力，则计算第三单桩承载力特征值和第四单桩承载力特征值，并取其中的最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力，其中，所述第三单桩承载力特征值由桩周围土体对桩侧的摩阻力和桩端土体端阻力确定；所述第四单桩承载力特征值由中性点以上土层土层底面轴力、中性点以下土层土层顶面轴力和土层形成的桩身强度确定；
[0009]基于所确定的所述粘结桩复合地基单桩承载力计算粘结桩复合地基承载力特征值。
[0010]其中，所述判断是否需要考虑负摩阻力的方法包括：判断粘结桩复合地基是否满足如下任一条件，若满足则需要考虑负摩阻力，否则不需要考虑负摩阻力；
[0011]桩从第一类土层穿越进入第二类土层，其中第二类土层相对第一类土层刚度高，且第二类土层刚度达到预定值；
[0012]桩周存在软弱程度达到设定值的土层，且桩侧地面预定范围内承受压力超过预定值且时长达到预定时长的堆载；
[0013]由于降低地下水位，使桩周有效应力变化量增大至预设值，并产生预定范围的压缩沉降。
[0014]其中，所述第一单桩承载力特征值由下式计算：
[0015][0016]其中，u为粘结桩周长；q
si
为自桩顶面向下数第i层土的桩侧摩阻力特征值；l
i
为自桩顶面向下数第i层土厚度；α
p
为桩端阻力发挥系数；A
p
为桩身截面面积；q
p
为桩端阻力特征值。
[0017]其中，所述第二单桩承载力特征值由下式计算：
[0018][0019]其中，f
cui
为试验量测由自桩顶面向下数第i层土形成的桩体试块标准养护预定天数的立方体强度平均值，η为桩身强度折减系数；A
p
为桩身截面面积；u为粘结桩周长；q
sm
为自桩顶面向下数第m层土的侧摩阻力特征值；l
m
为自桩顶面向下数第m层土厚度。
[0020]其中，所述第二单桩承载力特征值为多个，所述方法还包括：
[0021]选择多个所述第二单桩承载力特征值中的最小第二单桩承载力特征值；
[0022]再从所述最小第二单桩承载力特征值与所述第一单桩承载力特征值中选最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力。
[0023]其中，使用下式计算粘结桩复合地基中性点的位置：
[0024]l＝kl0[0025]其中，l0为桩顶到桩周软弱层下限深度的距离，k为中性点计算系数，对于桩端土为黏性土和粉土取k＝0.5，对于桩端土为砂土取k＝0.6，l为桩顶到桩中性点的距离。
[0026]其中，所述第三单桩承载力特征值由下式计算：
[0027][0028]其中，α
p
为桩端阻力发挥系数；A
p
为桩身截面面积；q
p
为桩端阻力特征值；u为粘结桩周长；l
i
为自桩顶面向下数第i层土厚度；q
si
为自桩顶面向下数第i层土的侧摩阻力特征值；Q
ni
为第i层土产生的负摩阻力引起的粘结桩下拉荷载标准值；
[0029]其中，所述Q
ni
由下式计算：
[0030][0031]其中，q
n
(x)为桩顶以下深度为x处的桩侧负摩阻力，h
i
‑1<x≤h
i
；h
i
为桩顶到自桩顶数第i层土底面的距离；h
i
‑1为桩顶到自桩顶数第i
‑
1层土底面的距离；
[0032]其中，所述q
n
(x)由下式计算：
[0033][0034]当q
n
(x)>q
s
，取q
n
(x)＝q
s
；h
i
‑1<x≤h
i
；
[0035]其中，为自桩顶数第i层土的有效内摩擦角；β为桩间土承载力发挥系数；f
sk
为处理后桩间土承载力特征值；γ
m
’
为自桩顶数第m层土的有效重度；l
m
为自桩顶面向下数第m层土厚度；γ
i
’
为自桩顶数第i层土的有效重度。
[0036]其中，所述第四单桩承载力特征值由下式计算：
[0037][0038]其中，f
cui
为试验量测由自桩顶面向下数第i层土形成的桩体试块标准养护预定天数的立方体强度平均值，η为桩身强度折减系数；A
p
为桩身截面面积；u为粘结桩周长；Q
nj
为第j层土产生的负摩阻力引起的粘结桩下拉荷载标准值，q
sj
为自桩顶面向下数第j层土的侧摩阻力特征值；l
j
为自桩顶面向下数第j层土厚度。
[0039]其中，所述第四单桩承载力特征值为多个，所述方法还包括：
[0040]选择多个所述第四单桩承载力特征值中的最小第四单桩承载力特征值；
[0041]再从所述最小第四单桩承载力特征值与所述第三单桩承载力特征值中选最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力。
[0042]其中，所述基于所确定的所述粘结桩复合地基单桩承载力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：判断是否需要考虑负摩阻力；若不需要考虑负摩阻力，则计算第一单桩承载力特征值和第二单桩承载力特征值，并取其中的最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力，其中，所述第一单桩承载力特征值由桩周围土体对桩侧的摩阻力和桩端土体端阻力确定；所述第二单桩承载力特征值由自桩顶面向下数第i层土土层顶面轴力和自桩顶面向下数第i层土形成的桩身强度确定；若需要考虑负摩阻力，则计算第三单桩承载力特征值和第四单桩承载力特征值，并取其中的最小值作为粘结桩复合地基单桩承载力，其中，所述第三单桩承载力特征值由桩周围土体对桩侧的摩阻力和桩端土体端阻力确定；所述第四单桩承载力特征值由中性点以上土层土层底面轴力、中性点以下土层土层顶面轴力和土层形成的桩身强度确定；基于所确定的所述粘结桩复合地基单桩承载力计算粘结桩复合地基承载力特征值。2.根据权利要求1所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，所述判断是否需要考虑负摩阻力的方法包括：判断粘结桩复合地基是否满足如下任一条件，若满足则需要考虑负摩阻力，否则不需要考虑负摩阻力；桩从第一类土层穿越进入第二类土层，其中第二类土层相对第一类土层刚度高，且第二类土层刚度达到预定值；桩周存在软弱程度达到设定值的土层，且桩侧地面预定范围内承受压力超过预定值且时长达到预定时长的堆载；由于降低地下水位，使桩周有效应力变化量增大至预设值，并产生预定范围的压缩沉降。3.根据权利要求1所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，所述第一单桩承载力特征值由下式计算：其中，u为粘结桩周长；q
si
为自桩顶面向下数第i层土的桩侧摩阻力特征值；l
i
为自桩顶面向下数第i层土厚度；α
p
为桩端阻力发挥系数；A
p
为桩身截面面积；q
p
为桩端阻力特征值。4.根据权利要求1所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，所述第二单桩承载力特征值由下式计算：其中，f
cui
为试验量测由自桩顶面向下数第i层土形成的桩体试块标准养护预定天数的立方体强度平均值，η为桩身强度折减系数；A
p
为桩身截面面积；u为粘结桩周长；q
sm
为自桩顶面向下数第m层土的侧摩阻力特征值；l
m
为自桩顶面向下数第m层土厚度。5.根据权利要求4所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，所述第二单桩承载力特征值为多个，所述方法还包括：选择多个所述第二单桩承载力特征值中的最小第二单桩承载力特征值；再从所述最小第二单桩承载力特征值与所述第一单桩承载力特征值中选最小值作为
粘结桩复合地基单桩承载力。6.根据权利要求1所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于，使用下式计算粘结桩复合地基中性点的位置：l＝kl0其中，l0为桩顶到桩周软弱层下限深度的距离，k为中性点计算系数，对于桩端土为黏性土和粉土取k＝0.5，对于桩端土为砂土取k＝0.6，l为桩顶到桩中性点的距离。7.根据权利要求1所述的一种考虑桩身轴力变化的粘结桩复合地基承载力计算方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈志平，刘慧，姚亮，付君宜，孙洪，许飞洲，张晋，杨欣，赵东，
申请(专利权)人：贵州正建兴业工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：