超深大直径桩承载力的时间效应


超深大直径桩承载力的时间效应

超深大直径桩

所谓超深大直径桩承载力的时间效应,是指桩承载力随时间的变化,一般发生在挤土桩,尤其是预制桩中。上海的数据显示,打桩后,承载力随着间隔时间的增加而不同程度地增加,间隔一年后,桩的承载力可提高30%~60%

超深大直径桩承载力不高的原因如下:

打桩时,土壤不容易立即压实(尤其是在软土中)。在强挤压力下,靠近桩身的土壤具有较大的孔隙水压力,土壤结构也造成了破坏,抗剪强度降低(触变性)。经过一段时间的间歇,孔隙水压力逐渐消散,土壤逐渐固结和压实。同时,土壤的结构强度逐渐恢复,抗剪强度逐渐提高。因此,摩擦和桩端阻力也在增加。

超深大直径桩强度增加至快出现在1~3个月。在某种程度上,这可以通过高孔隙水压力和位移体积的影响来解释,这使得靠近桩的土壤产生快速排水固结。事实上,靠近桩的土壤(在大约50-200mm的范围内)经常被固结得太多,以至于桩的有效直径增加。

软土中桩承载力随时间增加的现象更为明显。然而,硬塑性土壤中的变化规律需要进一步研究。

并非所有桩的承载力都随时间增加,有些桩的承载能力随时间减少。根据传统的载荷分布原理,载荷分布基于刚度。基础中部桩的低承载力表明土壤对桩的支承刚度降低,即桩侧和桩端土壤的刚度降低。

原因是中部桩间土应承受周围桩的荷载。另一种解释方法是,中间桩间有限的土壤不能同时为周围桩提供所需的承载力,而靠近外侧的桩除了依靠基础内部的土壤外,还可以利用基础外部附近的土壤提供承载力。地基外部附近的土壤受内部桩的影响较小,并且可以提供比内部土壤更大的承载力,因此外部附近的桩可以承受比内部桩更大的荷载,这就是为什么桩反作用力呈鞍形的原因。

此外,基坑开挖引起的桩间土卸载导致桩间土回弹,导致基坑边缘附近桩刚度较高,中部桩刚度较低,进一步加剧了地基反力的鞍形分布。根据上部结构的布置、荷载和地质特征,考虑到相互作用效应,采取加固与削弱相结合、沉降减少与增加相结合、整体平整等措施,限度地减少不均匀沉降、地基内力和资源消耗。