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1、确定弹性桩嵌固点深度的方法天津大学张学言固点深度成为采用静力法解算桩基结构的主、一前言。要问题之一,本文根据弹性桩的桩顶内力和变位与悬桩基承台在外力作用下桩及承台将产。,生位移和转动由于桩基受到周围土的弹性臂桩的桩顶内力和变位相等的概念按水平,抗力作用(如图1a所示)因此桩基结构内地基反力系数随深度为常数诀=cons勺的。张氏法和随深度线性增加伏二)的。法力的解算涉及到复杂的桩土相互作用问题,两种情况,桩基结构考虑土的弹性抗力作用的计算方法提出等效嵌固点深度的计算方:、,、,。有常数法(张有龄法)法K法以及法。c法用
2、这些方法解算桩基结构一般都比较、,而且也难以按静力法计算动力荷载的一等效嵌固点的基本概念繁复。,“作用为此工程上常采用简化的计算图式当插入土中的弹性桩(见图2)和在原。进行结构内力计算一般假设桩在地面以下土面下一定深度处嵌固的同样断面的悬臂桩,,一定深度处嵌固这样就可使桩基结构简化(见图Zb)在同样的水平力或力矩作用,然后,,为一般的刚架(见图1b)用静力法来下具有相等的桩顶水平变位或转角时则。,解算这种简化的计算方法在我国航务部门该悬臂桩即称为弹性桩的等效桩其嵌固点。,。,和其他部门经常采用但是由于对嵌固点即为弹性
3、桩的等效嵌固点一般说来通过,因而各部调整悬臂桩桩长的方,深度的假定缺乏统一的理论基础法总是能使其桩顶水。门对嵌固点位置的确定方法也很不一致在平变位或转角与弹性桩的桩顶水平变位或转,。航务部门中一般规定桩的嵌固点在泥面以角相等或接近相等的..,下15~30米;在公路工程部门中当用尺根据上述等效嵌固.法计算桩基时则取桩在土中出现第一个位移山咖。点的定义,可以得到如;L。为零的点作为嵌固点其它尚有采用嵌固点孤能下计算等效桩长的表。价深度等于5一7倍的桩宽或桩径等等按上,即:达式述各种方法对同一根桩所确定的嵌固点深Le=人+
4、亡(1),34,:度彼此可相差~倍因而大大地影响图2弹性桩和式中左桩在土面。,等效桩的变位—,,所得的计算结果所以合理的确定桩的嵌以上的自由高度米,,。嵌固点深度米—,在(l)式中桩的自由高度左是已知的,因此嵌固点深度确定后,等效桩长气{}}圣{。冬从气:刃双只;己即可求得桩基结构可按一般刚架进行分才析,厂译I/]⋯⋯其计算所得的刚架节点内力和变位(包一再州一丫括转角)即为桩基结构的桩顶内力和变位土士三I。,b)等娜右构值至于桩身的内力和变位的计算则需将a少坐右子习,实队刚架分析所得的桩顶内力再施加到桩上并图1胜上相
5、互作用按一般土的弹性坑力计算方法进行解算。二、等效嵌固点深度.s/计算式V互加b。、:一(一)桩顶自由(图2aZb)。一水平地基反力系数随深度成线‘);桩顶自由的单桩桩顶在水平力H和力性增长的比例系数(吨/米,y。,矩M作用下其变位和转角Q可以矩阵b桩的计算宽度(米):—,形式写出如下根据悬臂梁的挠曲变位可知桩顶作用,HHHM2),产.‘口y丫之Lrff(有水平力H和力矩M的悬臂桩其桩顶变]{昙}尹:fMHfMM位尹和转角Q的矩阵表达式为H。,M,MH,MM式中f几ff分别表示桩顶在还互三里!1丫,、y3EIZ石Ir
6、HI单位力(侧向力或弯矩)作用下桩顶的水平}{产“(5’,,i。文⋯i、丈变位和转角或称为桩的柔度系数其构成{丝、_。、2夕的矩阵称为桩的柔度矩阵石I石I,:,即在张氏法中柔度系数分别为其中Le为悬臂桩的桩长弹性桩的等效。(1十*)3+桩长(米)。音,,必如上所述等效嵌固点的确定须使33EI口悬臂桩的桩顶变位或转角分别与弹性桩的桩+h)么;,。、=M*,二(1p(3)顶变位或转角相等为条件因此根据矩阵ff2五Ip么,相等原理公式(2)和(5)中柔度矩阵的各1+助,即M,对应元素均应相等f一Elp.,1当桩顶在水平力作
7、用下变位相等时:El一:式中桩的杭弯刚度(吨米z)则—;左桩在地面以上的高度(米)张氏法—一‘,p桩的相对柔度系数(米)其1口—一乙场3〔1+p左)+-吮于一_L一3、,、,乙。4b工J~、1~友孟了一.卜‘几r:口二;H3EI3表达式为/J‘『一V书4五一Ja~~~其中:左土的水平地基反力系数(吨/L三.了‘3仍一“‘=一一—传丽1扬石更汉(L):米a),.,b桩宽或桩径(米)2当桩顶在水平力作用下转角相等时在。—法中,柔度系数分别为〔”〕:或当桩顶在力矩作用下变位相等时,则、J.Jes、.!Ies/I
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10、3l!张氏法二‘,=(1+p人)之fH。二厄了A于:益从2石I么尽1H,=、。=ff飞了甲(4)。法.T_Lr么言,“,=M“,MH“-A‘,(坛下了B’ZEI几葱厂d):、尹、、*.,式中A;AB,为桩顶变形的无3当桩顶在力矩作用下转角相等时则量纲系数,—其值取决于桩入土的相张氏法=‘M=1+日无(e)普El日对长度(L/丁)及桩在地面以上的
