挤土效应对刚性桩复合地基影响研究

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城市建设的快速发展促进了地基处理技术的完善,多种施工工艺的桩体复合地基在工程实践中得到应用。刚性桩复合地基桩体承载力较高、刚度大,形成的复合地基在实践中具有较大的优势。静压桩以其施工对周围环境影响小、施工速度快、经济效益好等优点受到土木工程师的青睐。预制刚性桩沉桩过程中伴随有挤土效应,桩位处土体受到很大的挤压而向桩周排开,桩周土体有一定的竖向隆起和水平位移,在饱和粘性土中会产生较大的超孔隙水压力,这对于周围环境有不利的影响。挤土桩复合地基在承载时,由于土体被挤密,桩周土界面存在较大的挤压应力,挤土桩复合地基与取土桩复合地基的承载特性有较大的区别。本文总结了挤土效应的理论分析方法,分析了挤土效应对复合地基的影响。利用有限元软件ABAQUS对沉桩过程进行模拟,以分析挤土效应的规律。基于圆孔扩张理论建立挤土单桩复合地基模型,与取土桩复合地基对比,分析挤土效应对复合地基的影响。取得成果主要包括:(1)沉桩过程中桩近端土体进入塑性。桩土界面处由于摩擦作用,土体的竖向位移表现为下沉,在较远处土体隆起,随着沉桩深度的加大,土体隆起量增大。水平向的位移随着距离桩距的增大呈指数衰减;(2)沉桩挤土在桩土界面处产生较大的水平向挤压应力,对于桩周土体,挤土产生一定的附加应力,水平应力随着距桩表面距离的增加迅速减小。沉桩对土体竖向应力在近端浅处有较大影响,对远端土体影响较小;(3)挤土桩复合地基的荷载沉降曲线与取土桩复合地基的有较大区别,同级荷载作用下,挤土桩复合地基沉降较小。挤土桩复合地基桩周土体的承载力优先发挥,其桩土应力比在荷载较小时比取土桩复合地基的小;(4)挤土桩复合地基侧摩阻的最大值比取土桩的大,挤土桩复合地基的桩端阻力发挥比较滞后,荷载较大时,侧阻完全发挥,端阻增加较快。
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