工程桩与围护桩共同作用理论研究

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排桩围护结构是我国沿海软土地区比较常用的基坑围护方法。“一桩三用”是指围护排桩除了在基坑开挖中作为挡土结构之外,也作为建筑物工程桩承担上部结构荷载同时还作为地下室外墙抗侧压力结构体系的一部分。由于桩长、桩径不同的桩组成的群桩与传统的由几何条件相同的桩组成的群桩在构成的形式上有所不同,因此围护桩与工程桩共同作用理论是“一桩三用”技术中需要重点研究的内容。 在工程桩与围护桩共同作用分析中,将要大量地计算桩身阻力在土体中引起的竖向附加应力和压缩量。以往通常将桩当作没有粗细的直线段,这样无疑会带来一定的误差,这种误差将随着与桩轴线距离的增大而逐渐减小。本文讨论了这种误差与桩间距的关系及影响程度。 本文以弹性理论法为基础,首先运用Mindlin应力解对单桩进行分析,然后分析了两根桩时,桩与桩之间的相互影响,最后根据弹性理论叠加原理,通过引入一个“共同作用系数”,扩展到群桩中去。 本文还分别介绍了两种采用不同假设的筏板计算理论:薄板理论和厚板理论。 根据文中介绍的计算理论编制的工程桩与围护桩共同作用分析程序(APGR)计算了一幢位于法兰克福粘土上的30层建筑物的情况。讨论了考虑围护桩作用对桩顶反力、沉降及筏板弯矩、扭矩所带来的影响。对目前在工程界有争议的“内强外弱”与“外强内弱”布桩方式进行了比较,并在“内强外弱”优化布桩理论的指导下,比较了调整布桩间距和减小边桩与角桩的桩长这两种布桩方案的结果。
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