桩的弹性模量对桩的侧摩阻力影响
桩侧泥皮和桩底沉渣对钻孔桩承载力影响的数值模拟
《桩侧泥皮和桩底沉渣对钻孔桩承载力影响的数值模拟》笔记
一、文章内容提炼
文章作者用运用有限元软件plaxis模拟了桩侧泥皮和桩底沉渣对钻孔桩的影响。
模拟计算中桩采用线弹性模型，土体为莫尔—库伦模型，桩土界面单元通过引入见面单元接触面进行模拟。
通过对分析p-s曲线，轴力分布曲线，桩端阻力曲线，对不同厚度的桩底沉渣对桩承载力的影响进行了分析，同时考虑了不同强度即弹性模量不同的沉渣对桩承载力的影响分析，得出桩底沉渣越厚对桩的承载力的影响越厉害，但是当桩底沉渣厚度超过300mm后，桩底沉渣对桩承载力的影响主要来自沉渣的强度即弹性模量。
当沉渣弹性模量较小时，承载力将近下降16%左右，桩端阻力降低到20%左右，成为完全的摩擦桩。
在模拟桩侧泥皮时，由于泥皮对桩承载力的影响主要体现在桩土接触面的侧摩阻力的降低，因此引入了泥皮摩阻力折减系数来代替泥皮的强度，系数大小从0----1，0表示无侧摩阻力，1表示侧摩阻力最大。
分析了不同折减系数下，桩的承载力的变化，得出当泥皮高度一定的情况下，桩的承载力随着泥皮强度的提高线性增加，而且沿着桩侧的泥皮越高，桩的承载力随泥皮强度的变化越敏感，在泥皮较高的情况下，泥皮强度很低时，桩的承载力的损失可超过50%。
此外还分析了泥皮高度对桩的承载力的影响：泥皮强度一定的情况下，泥皮越高桩的承载力降低的越多。
二、评价
本文的有点在于引入了沉渣强度即弹性模量和泥皮高度来分析沉渣和泥皮对钻孔桩的承载力的影响，但没有分析其他因素，例如沉渣的粘聚力，沉渣的摩擦角，沉渣的泊松比，泥皮的粘聚力，泥皮的摩擦角，泥皮的厚度等。
层状地基中静钻根植竹节桩单桩沉降计算_周佳锦
（2）
式中： k1 为桩端土体的抗压刚度系数。 为了简化分析，在选定桩侧及桩端荷载传递函 数后还需做如下假设： （1）预制桩桩身材料和水泥土都为弹性材料， 预制桩和桩周水泥土之间无相对位移，管桩截面参 数和竹节桩截面参数都为常数，不随深度的变化而 变化。 （2）地基中同一土层的物理力学参数都为常数， 不随深度变化而变化，且桩侧土体自桩顶至桩端逐 渐进入塑性阶段。 （3）水泥土与桩周土体界面不发生相对滑移。 （4） 不考虑桩侧摩阻力对桩端承载性能的影响。
L2 L L1
P, S 管桩
桩周水泥土
竹节桩
周水泥土组合而成的一种新型组合桩基，介于预制
桩端水泥土 扩大头 Pb, Sb
图 1 静钻根植竹节桩竖向受荷简化力学模型 Fig.1 Simplified mechanical model of pre-bored grouting planted nodular pile under compression
由于对混凝土桩与桩周土体之间存在水泥土 层的组合桩基的理论沉降计算研究较少，本文中采 用理想弹塑性模型对桩侧土体及桩端土体对桩的作 用进行近似表达， 如图 2 所示， 其中 ps 为侧摩阻力， u 为桩-土相对位移，psu 和 uu 分别为极限侧摩阻力 及极限弹性位移； 而 pb 和 Sb 分别为桩端土体的单位 承载力和位移，pbu 和 Sbu 分别为桩端土体所能提供 的极限单位承载力与极限弹性位移。根据所采用的 荷载传递模型，桩侧土体荷载传递函数为 λ u, u < u u ps = 1 λ1u u , u ≥ u u 式中： λ1 为弹性抗剪切刚度。 桩端荷载传递函数可以表示为
第 38 卷第 1 期 2017 年 1 月
DOI：10.16285/j.rsm.2017.01.014
弹性理论
弹性理论弹性理论法的发展一般认为，弹性理论法最早是由Poulos提出的。
其实Poulos只是弹性理论法的集大成者，而不是首创者。
早在Poulos之前，已有学者采用Mindlin解求解桩基问题。
Nishida（1957）就采用Mindlin解求解了单桩的端阻力问题。
其后，在1963年，D.Appolonia（1963）等人用Mindlin解完整地研究了桩基础的沉降问题，并对下卧层是基岩的情况进行了修正。
在上述前人的基础上，Poulos将Mindlin解推广到群桩情况，并由其本人及合作者将这两种方法逐步完善起来。
Poulos&Davis（1968）提出了刚性单桩的弹性理论解法，其基本方法是将桩身分段，利用Mindlin解求出土体的柔度矩阵，根据下式求出桩身侧摩阻力和桩端阻力：(1)式中，分别为桩身和桩端的位移；，分别为桩侧摩阻力和桩端阻力；，为单位桩侧摩阻力产生的桩身和桩端位移；，为单位桩端阻力产生的桩身和桩端位移。
同年Poulos（1968）将刚性单桩解推广至刚性群桩，在计算群桩沉降时，Poulos建议采用相互作用系数法（α系数法），即在单桩计算结果的基础上，运用弹性理论叠加原理，把在弹性介质两根桩的计算结果按相互作用系数方法扩展至群桩。
其数学表达式为：（2）其中α系数法的表达式为：第根桩作用单位荷载在第根桩上产生的附加沉降第根桩作用单位荷载产生的沉降（3）W1.。
i。
k。
n 和P1.。
i。
k。
n分别为桩顶沉降和桩顶荷载；f1.。
i。
k。
n为柔度系数，即本桩作用单位荷载时产生的沉降。
随后，Poulos&Davis（1969）将桩身基本微分方程用差分法表示，从而将弹性半空间刚性群桩解推广至可压缩性群桩。
Poulos关于桩基的解均是基于土体理性均值，各向同性的假设前提下的。
为考虑土体的非均质性和各向异性，不少学者提出了各自的解决方案。
Poulos（1979）认为土体的非均质性不影响土体在荷载作用下的应力，求取位移解时采用位移求取点和荷载作用点之间弹性模量的平均值，即令Eij =（Ei+Ej）/2.Lee（1990）同样认为土体的应力不受非均质性的影响，但计算Eij时不仅考虑i层和j层的弹性模量，还考虑其余各层的弹性模量和层厚的影响，因此更为合理一些。
超长桩承载性能的有限元分析
超长桩承载性能的有限元分析发布时间：2021-06-28T15:06:10.867Z 来源：《基层建设》2021年第9期作者：周警[导读] 摘要：有限元法是目前工程界和学术界普遍应用的数值研究方法。
广州地铁设计研究院股份有限公司 510010摘要：有限元法是目前工程界和学术界普遍应用的数值研究方法。
用有限元法能够有效模拟超长桩静载作用下端承摩擦桩的特性。
对于桩端沉渣导致的承载力下降问题，后注浆技术能够很好的解决，并用桩端扩大头模型对其承载力提高机理进行有限元模拟。
超长桩的桩身压缩量以及地震荷载作用下的动力响应，都可以借助有限元模型加以呈现。
关键词：有限元分析；超长桩；后注浆法；桩身压缩系数；地震作用引言近十年来，摩天大夏拔地而起，跨海大桥逆流而上，地下空间应运而生，所谓基础不牢，地动山摇，因此研究高承载力的超长桩对重大工程的建设具有重要意义。
超长桩的定义众说纷纭，因为当前超长桩现场试验资料较少，没有实验验证，就缺少可靠的说服力。
小比例尺模型试验或桩的现场静载试验是传统的研究方法，但它们的影响因素太多，结果真实性有待验证。
有限元法作为学术界常用的研究方法，理论日趋完善，模型与实际情况很接近，结果也较为可靠，对于某些场地的工程建设具有较高的参考价值。
因此，本文就超长桩的承载性能，用有限元软件ABAQUS进行了简单探讨。
1 有限元建模1.1 桩单元及其本构模型张齐兴【1】、武星【2】等人的文章提供了良好的建模思路，笔者结合两者的优点及自身多学，建立了简单有效的桩土模型。
桩单元应与地基土单元类型相同，宜用实体单元。
桩身混凝土采用线弹性的本构关系。
1.2 地基土单元及其本构模型地基土采用实体单元，这能有效模拟桩土相互作用。
由于土体应力应变特性复杂，很难寻得一种普适的本构模型，也因本人水平所限，本文采取较为普遍的摩尔库伦模型进行分析。
1.3 整体ABAQUS模型为了研究超长摩擦桩的承载性状，本文建立了如图1所示的三维有限元模型。
不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析
不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析摘要：通过对工程实例中的桩身内力测试，得出不同荷载作用下桩基侧摩阻力和桩端阻力发挥的比例，并对摩擦桩和端承桩两种不同的桩型进行横向类比，分析两种桩型侧阻力和端阻力发挥比例的特点。
关键词：钻孔灌注桩端承桩摩擦桩侧摩阻力端阻力桩身内力后注浆1前言桩基础是一种历史悠久、应用广泛的深基础形式。
随着工业技术和工程建设的发展，桩的类型和成桩工艺、桩的设计理念与设计方法、桩的承载力与桩体结构的检测技术等方面均有飞速发展，使得桩与桩基础应用更为广发，具有极强的生命力，更是基于此，在我国幅员辽阔的热土上，万丈高楼起于垒土，沟壑变通途。
场地无坚硬持力层，或岩层埋置较深，受场地施工条件限制等原因时，工程中常常用到摩擦桩。
蒋建平[1]在桩底填塞草袋的方法对纯摩擦桩和端承摩擦桩进行了试验对比，根据荷载及沉降曲线，得出纯摩擦桩的沉降相较于端承摩擦桩要大，单桩承载力相较于端承摩擦桩要弱的结论。
但实际工程中，桩基很少存在纯摩擦桩，往往为端承摩擦桩，而场地存在坚硬土层时，则采用端承桩，桩侧土层也能提供侧摩阻力，因此，端承摩擦桩和摩擦端承桩的侧阻力和端阻力是如何工作的常常让人混淆，笔者根据实例对两者间的特点进行简单的分析。
2桩身内力测试原理及方法2.1测试原理1、假定同一断面钢筋与混凝土的变形相同，桩身全长混凝土弹性模量相同[2]。
2、桩身轴力P计算公式为：zPz =EC·AC·εC+ES·AS·εS=（EC·AC+ES·AS）·εS（1）式中：EC 为钢筋混凝土弹性模量，ES为钢筋弹性模量，AC为同一断面出钢筋混凝土面积，AS 为钢筋面积，εC、εS为同一断面钢筋与混凝土的应变（由于假定同一断面的钢筋与混凝土的变形一致，不出现裂缝的情况下，εC =εS）。
3、桩侧摩阻力fi计算公式为：fi =（PZi-PZi+1）/Ai（2）式中：fi 为i断面至i+1断面之间的桩侧摩阻力（Kpa），PZi为i断面的轴力（KN，i=1、2、3……），Ai为i断面至i+1断面之间的桩侧面积。
软土地基抗拔桩极限抗拔力影响因素分析
第 ６期
陈 委 ／软 栏 娟ｏ 土地基抗拔桩 极限抗拔力影响 因素分析 ： 辑
Ｏ ９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ ｌ
随着荷 载 的增 加 ， 桩体 的 咖咖咖咖啪啪咖咖ｏ 的位移 ， 体 出现非 线性 变形 。对 于等 截面 抗压 向上位 移促 使桩 周土 也产 生 向上 土 咖 桩， 在荷 载超 过 ３００ｋ ０ Ｎ时 ， 呈现 明显 的非 线性 ； 才 而对 于 等截 面抗 拔 桩 ， 当荷 载 超过 １００ｋ ０ Ｎ时 ， 呈现 就
第 ２ 第 ６期 ６卷 ２０ ０９年 １ ２月
文 章 编 号 ：０５ ５３ ２０ ）６ ０６— ５ １０ —０２ （０ ９０ —０２ ０
华
东
交
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大
学
学
报
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ． １２ ６ Ｄｅ ｅ．， ０ ９ ２０
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＥ ｓ Ｃ ｉａ Ｊａ ｔｎ ｎｖ ｒｉ ｏ ｒ ａ ａ ｔ ｈ ｎ ｉｏ ｇ Ｕ ｉ ｓｔ ｏ ｏ ｅ ｙ
结合 数值模 拟方 法 ， 析 了在 软土地 基 中桩体 弹性模量 、 长 、 分 桩 桩径 对抗拔 桩极 限抗 拔力 的影 响 ， 以供 软土
地 区抗 拔 力设 计 时作为参 考 。
１ 抗拔 桩 承 载 机 理 分 析
抗拔 桩 的抗 拔与 承压桩 的抗压 机理 不 同［１ ， ９０ 前者 是 利用 桩 身 自重及 桩 周 土体 的摩 阻力 来抗 拔 。在 ，ｊ 桩 顶施加 竖 向拉 力时 ， 桩身受 到拉 伸作用 而相对 土体 产生 向上位 移 的趋 势 ， 于是桩 与土 的接触 面上产 生 向 下的摩 阻力 ， 随着上拔 荷载 的增加 ， 土接触 面的摩 阻力 也 逐渐 增加 。 当荷 载到 达 一定 水 平 ， 桩 桩与 土 的接 触面或者 桩周 土体 内破 裂 面便发 生破坏 ， 的抗 拔力 发挥 到极 限 ， 桩 此后 逐渐 下降 。实 际工程 中抗拔桩 的极
打桩过程互层土中桩基侧摩阻力变化研究
第 6 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 6 2023 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2023 DOI:10.12170/20220625002黄山田，鲁华伟，于文太，等. 打桩过程互层土中桩基侧摩阻力变化研究[J]. 水利水运工程学报，2023（6）：126-132. （HUANG Shantian, LU Huawei, YU Wentai, et al. Study on change of friction in pile driving in interlayered soil[J]. Hydro-Science and Engineering, 2023（6）: 126-132. （in Chinese））打桩过程互层土中桩基侧摩阻力变化研究黄山田1，鲁华伟1，于文太1，董付庆1，谢圣杰2，李飒2(1. 海洋石油工程股份有限公司，天津 300461； 2. 天津大学建工学院，天津 300072)摘要: 准确确定打桩过程中的单位侧摩阻力，是提高桩基可打入性分析精度的重要途径。
基于某互层土场地现场静力触探数据及高应变动测结果，分析打桩过程中单位侧摩阻力的变化规律。
现场打桩全过程动测数据分析显示，与常规场地类似，打桩过程中同一深度的单位侧摩阻力随着贯入深度的增加而降低，总侧摩阻力表现出明显的衰减趋势；土体的互层分布对单位侧摩阻力随深度的变化趋势影响显著，表现为在砂土及粉土层中单位侧摩阻力也出现明显降低。
现有的半理论半经验公式无法正确描述上述情况，对于互层土场地，建议黏土层可基于灵敏度确定折减因子，砂土和粉土宜采用与上层黏土相同的折减因子。
采用该方法计算得到的单位侧摩阻力与实测值基本吻合。
该方法可用于互层土场地的打桩计算，提高桩基可打入性分析精度。
关 键 词：钢管桩；静力触探；侧摩阻力；互层土中图分类号：TU473.1 文献标志码：A 文章编号：1009-640X(2023)06-0126-07随着海洋工程的快速发展，钢管桩得到越来越普遍的应用。
桩身轴力测试中“固定弹性模量”与“变弹性模量”算法比较研究论文
桩身轴力测试中“固定弹性模量”与“变弹性模量”算法比较研究【摘要】通过单桩静载荷试验测试桩身预埋应变元件在荷载作用下不同截面的应变，计算桩身截面的轴力及桩周土侧摩阻力，目前均引用“固定弹性模量”方法计算，该算法计算结果误差较大，本文通过工程实例，引入“变弹性模量”的概念来计算桩身轴力，试图找到一种与工程实践较接近的桩身轴力及桩周土侧摩阻力的计算方法。
【关键词】弹性模量；轴力；摩阻力；荷载1 前言计算桩身轴力及桩周土的摩阻力，是通过测试桩身不同截面（地层分界面）埋设传感器在荷载作用下产生的内力而计算得出的，其桩身材料的弹性模量（e）是计算桩身轴力及桩周土侧摩阻力的重要参数，目前均取e为“固定弹性模量”，它是由某一荷载作用下桩顶附近的应力和应变确定，且同一荷载作用下，不同桩身截面取值不变。
但钢筋混凝土是弹塑性体，其弹性模量是应力应变的函数，在桩顶荷载下，沿桩身向下各截面上的应力和应变不是成比例变化的，弹性模量不是固定不变的，而我们在工程应用中仍然采用“固定弹性模量”来计算桩身轴力及桩周土侧摩阻力，计算误差是不言而喻的。
该文引入“变弹性模量”的概念，通过工程实例，对比采用“固定弹性模量”与“变弹性模量”两种方法计算桩身截面的轴力及桩周土侧摩阻力，并与相关规范比较，得出确实可行符合工程实际的桩身轴力及桩周土侧摩阻力的计算方法。
2 桩身轴力计算的基本假定和计算方法2.1 基本假定同一土层为均质、各向同性；假定桩身直径为一常数；桩的存在不影响地基土的特性；忽略由于各种原因使桩身偏心受力的影响。
2.2 计算方法在单桩竖向抗压静载试验过程中，桩身的内力测试可计算桩身截面的轴力，进而计算桩周土侧摩阻力，我们知道，某段桩身摩阻力的大小为该段桩身上、下两个截面的轴力之差值。
如图2-1所示，在△li段桩身上，i-1截面的轴力为，i截面的轴力为，则该段桩身的摩阻力可由下式表示：（2-1）该段桩身的单位摩阻力则为: （2-2）式中为△li段桩身的侧表面积（m2）。
桩土共同作用的探讨
桩土共同作用的探讨0 引言随着经济建设的高速发展，高层建筑越来越多，出现了许多深基坑工程，在对地基进行处理时，桩基础由于其自身在控制沉降和承载力方面的可靠性，而受到越来越多的重视，桩土共同作用的理论也有了长足的进步和发展，而桩土共同作用就是充分利用桩和地基土的承载力使两种力学性质完全不同的材料能够同时承担上部结构荷载，且变形控制在允许的范围之内。
本文从以下五个方面介绍了桩土共同作用的分析方法[1]。
1 弹性理论方法在进行理论计算时，任何学科的研究，都要略去影响很小的次要因素，抓住主要因素，在进行桩土共同研究作用的分析时，也是如此，弹性理论方法首先假设土体是连续的，均质的，各向同性的半无限弹性空间体，应力与应变的关系可用胡克定律来表示。
用弹性理论方法解决桩土共同作时，假设桩体被插入理想的土体中，土的弹性模量及泊松比不因为桩的存在而受影响，桩周粗糙，而桩底平滑，桩土之间保持弹性接触，桩与桩侧土的位移相等，忽略桩土的径向变形。
弹性理论方法的优点是考虑了实际土体的连续性，就此一点而言，可用于考虑群桩中桩与桩这间的相互影响的群桩分析[2]。
2 有限单元方法有限单元法也称有限元法，是以弹性理论为基础，用矩阵这一数学工具进行推演，用计算机程序作数值解算（如结构应力、变形、频率、振型等计算），是求解各领域数理方程的一种通用的近沂似计算方法[3]。
用有限单元方法对桩土共同作用进行分析时，可同时考虑影响桩性能的许多因素，如土的非线性、非均匀性、各向异性、土体的固结、蠕变等。
Ellison等是最早使用有限元方法分析桩土共同作用的单桩。
国内外的学者也先后提出用有限元法考虑诸多因数的分析方法[4]。
但由于实际工程的复杂性，并且计算参数相对较多，再者它又受到计算机内存和速度的限制，用有限单元方法直接在工程上的运用仍是困难的。
3 传递函数法Seed和Reese根据试验结果，提出了荷载传递法的理论分析方法。
此方法是将桩离散成许多小的单元，假设每个单元与一“弹簧”连接，用以表示该处桩与土的联系，“弹簧”的应力一应变关系反映土阻力与桩位移的关系，称之为传递函数。
【结构设计】《建筑桩基技术规范》专家释疑
《建筑桩基技术规范》专家释疑1桩身压屈效应和桩负摩阻力的叠加问题1.1规范内容简述新桩基规范强调了桩身压屈效应和负摩阻力效应的重要性,分别在第3.1.3条第2款和5.4.2条以强制性条文的形式提出相关要求,并在第5.8.4条和5.4.3~5.4.4条分别提供了计算方法.桩身压屈效应是使桩身承载力下降,需要乘以桩身稳定系数进行折减；负摩阻力效应是使桩身承受向下的附加荷载.1.2设计相关问题需要考虑桩身压屈效应的场合往往也需要考虑负摩阻力效应.例如,广州地区很多场地有较厚的淤泥,其性质较差（含水量w=60~100%,直接快剪指标c=3~5kPa、φ=1~30）,符合需要验算桩身压屈效应的条件.同时场地平整在其上有几米厚的新近回填松散填土,也需要考虑负摩阻力的不利影响.是否应把两者的不利影响叠加考虑,即对桩身承载力乘以桩身稳定系数进行折减,同时桩身还要另外附加负摩阻力.如果这样算下来,桩数比以往要增加不少.1.3讨论及设计建议判断是否需要叠加桩身压屈效应和负摩阻力的不利影响,应分析两者是否会同时发生的.在工程的前期,桩侧的淤泥还没有固结,不存在桩周土层沉降超过基桩沉降的情况,不需要计算负摩阻力；同时淤泥性质较弱,对桩身受压失稳的约束能力不足,应考虑桩身稳定性问题.在工程的后期,桩侧的淤泥固结逐步达到稳定,桩周土层沉降超过基桩沉降,桩负摩阻力达到峰值,应计入负摩阻力的不利影响；但此时淤泥性状已大大改善,对桩身受压失稳的约束能力也有很大提高,桩身稳定系数甚至可取1.0.可见两者的最大值不是同时发生的.在桩负摩阻力逐渐增加的过程中,桩身压屈效应逐渐减弱.规范类比：建议设计时按新桩基规范第5.8.4条和5.4.3~5.4.4条分别单独复核桩身压屈效应和负摩阻力的不利影响,并适当留有余地.2空心桩桩身截面模量W0的取值问题2.1规范内容简述在计算单桩水平承载力特征值、桩的水平变形系数α等环节都涉及桩身抗弯刚度EI,新桩基规范第5.7.2条提供EI的计算取值方法如下：对于钢筋混凝土桩,桩身抗弯刚度；其中,Ec为混凝土的弹性模量,I0为桩身换算截面惯性矩,圆形截面,矩形截面；W0为桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面:其中d为桩直径,d0为扣除保护层厚度的桩直径；b为方形桩截面边长,b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度；为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值.2.2设计相关问题对照材料力学关于圆形和方形的截面模量W计算公式可知,（1）、（2）式是对应于实心圆形和方形桩,并且把桩身钢筋等效地计入W0.由于规范条文没有特别说明,也没有另外提供空心桩的计算公式,有设计人员直接套用（1）、（2）计算预应力混凝土管桩和预应力混凝土空心方桩的W0,造成偏差.以壁厚90mm的ф400预应力混凝土管桩为例,减去空心部分后桩身抗弯刚度EI相差约12.3%,对后续的单桩水平承载力特征值、桩的水平变形系数α等计算结果有较大影响.2.3设计建议计算预应力混凝土管桩和预应力混凝土空心方桩W0时,要减去空心部分,即预应力混凝土管桩为：3液化土中桩身压屈计算长度lc的取值问题3.1规范内容简述新桩基规范第5.8.4条规定,对于桩身穿越可液化土的基桩应考虑压屈影响,桩身正截面受压承载力乘以φ折减,稳定系数φ可根据桩身压屈计算长度lc和桩的设计直径d（或矩形桩短边尺寸b）确定.桩身压屈计算长度lc按规范表5.8.4-1确定.新桩基规范表5.8.4-1备注第3点提出,当桩侧有厚度为dl的液化分别调整为土层时,桩露出地面长度l0和桩的入土长度h3.2对规范规定的讨论及建议土层液化折减系数ψl值如表1所示（表中N为饱和土标贯击数实测值；Ncr为液化判别标贯击数临界值）,与抗震规范[2]表4.4.3同.表1土层液化折减系数ψl自地面算起的液ψl化土层深度dL(m)λN≤0.6dL≤1010<dL≤2001/30.6<λN≤0.8dL≤101/310<dL≤202/30.8<λN≤1.0dL≤1010<dL≤202/31.0从表1可见,饱和土标贯击数实测值N 越大,饱和土越密实,ψl 值越大,液化土层桩侧阻力需要折减的程度越小；同时饱和土对桩身受压失稳的约束能力也越大,桩身压屈计算长度lc 理应越小.但对照（5）、（6）式,ψl 值越大,桩身自由长度的计算反而越大,桩身受压失稳的可能性越大.显然（5）、（6）式值得商榷,建议改为4挤土桩的最小桩距4.1规范内容简述新桩基规范第3.3.3条第1款提出了基桩的最小中心距,对照94版桩基规范[3],挤土桩和部分挤土桩的最小中心距普遍增加了0.5d,反映出新桩基规范对挤土效应的重视.4.2对规范规定的讨论及建议在软土中采用挤土桩,可能产生挤土效应,造成地面隆起；邻近建筑物上抬、下沉和开裂；邻近管线变形、开裂；拉断已沉桩的接头等工程问题.规范的基桩最小中心距所考虑的因素之一就是成桩工艺.对于非挤土桩而言,无需考虑挤土效应问题；对于挤土桩,为减小挤土负面效应,在饱和粘性土和密实土层条件下,桩距应适当加大.但是,新桩基规范仅以成桩工艺分类规定基桩最小中心距,似乎并不全面.成桩方法只是其中一个影响因素,挤土效应的控制性因素是桩的面积置换率（即入土桩的总截面积与建筑物底面积之比）.例如,采用轻钢结构屋面的大跨度结构,就算采用预应力混凝土管桩等挤土桩,由于结构自重轻、桩数少,总体桩的面积置换率低,挤土效应一般不明显.规范解读：建议对面积置换率在1~2%以内的挤土桩,基桩最小中心距可适当放宽.5静压桩压桩机接地压强的控制问题5.1规范内容简述新桩基规范第7.5.4条规定,采用静压沉桩时,场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍.5.2工程实例2003年广州市某办公楼工程,表层土分布自上而下为：①0.1~0.5m 厚的松散人工填土、②2.2~5.0m厚的淤泥（fak<30kPa）、③4.2~6.8m厚的淤泥质砂土（fak=40kPa）.在静压管桩完工后检测发现超过半数断桩,其原因主要是压桩机的着地压力达90kPa、超过表层土体承载能力,土体产生侧向塑性变形而引起水平位移,把已压桩推断破坏.最后决定将改用钻孔桩进行补桩处理.5.3讨论及设计建议静力压桩具有无噪声、没有震动、不会对环境造成危害的优点,在很多城市的中心城区广泛使用.但静力压桩需要大量的配重,对场地表层土承载力的要求比较高.静力压桩机的接地压强一般介于66~120kPa,个别可高达160kPa甚至180kPa以上[4].如果表层土非常软弱,无法承受配重的过大压力,就会发生陷机现象,使已压桩造成压断或推断破坏.新桩基规范第7.5.4条是施工方面的规定,而且条文说明也没有详细解释,设计人员容易忽略.当场地软土层厚而埋深浅、表层土承载力低时,应在设计文件中对压桩机着地压强作出限制,或适当处理表层土以提高其承载力.6如何执行预制桩吊运和锤击验算的强制性条文规定6.1规范内容简述新桩基规范第3.1.3条第2款规定,混凝土预制桩应按吊装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算.6.2讨论及设计建议这是强制性条文,必须严格执行.但规范规定比较笼统,可执行性不高.首先规范没有明确进行验算的主体,设计单位和施工单位可能互相推诿,使强制性条文无人执行,失去其严肃性.第二,新桩基规范第5.8.11和5.8.12条提供了预制桩吊运和锤击验算的原则和方法,从该条文在规范的位置来判断,似乎暗示应由设计单位进行验算工作；但在设计阶段预制桩的施工方案未定,如何吊运、验算最大锤击应力的参数等无法事先知晓,设计单位无法进行验算,反而容易令施工图审查机构误会设计单位不执行强制性条文、引起不必要的误会.建议设计单位在桩基施工要求方面补充相关内容,要求施工单位在制定预制桩施工方案时,按《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）第5.8.11和5.8.12条进行预制桩吊运和锤击验算,并报设计单位复核同意后方可施工.7结语《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)总结了近年来我国桩基础设计、施工经验,吸纳了该领域新的科研成果.它的颁布实施为我国桩基工程提供了更加完善的技术指引.本文提出新桩基规范实施中的若干问题,只是想说明：工程实际情况千变万化,任何技术规范不可能为所有工程实际问题都提供完整的答案,需要工程技术人员发挥聪明才智,对规范条文融会贯通.。
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Ｗ Ａ Ｇ ｉ － ｅ ｇ Ｎ Ｓｌｏ— ｆｎ
Ｄ ｃ ｒ Ｐ ｇ 弹塑性模型、 ｒｋ —ｒｅ ｕｅ ａｒ 桩采用线弹性 模型并利用 ｓＳ Ｙ 有限元软件分析了 桩的模量对桩侧摩阻力的影响，
对于指导工程实践、 丰富桩的荷载传递机理有一定的参考价值。
【 关键词】 灌注桩； 桩侧摩阻力 ； 有限元法 【 中圈分类号】 １ ４３１ １７． ５ ２ 【 文献标识码】 Ｂ
维普资讯
王少 峰： 的弹性模量对桩的侧摩阻力影响 桩
桩 的弹 性模量对桩 的侧摩 阻力影 响
王 少峰
（ 同济大学建筑 －￣ ￥ ． 上海 ｒｌ ２０鸵 ） ００
【 要】 在分析了桩的荷载传递机理的基础上， 摘 以沿海软土地区常用的钻孔灌注桩为例 ， 对桩周土采用
１ 算例描述 以往的设计 中， 一般 都是 将 承台 和桩 隔离分 析， 假定上部荷载主要 由桩来承担 ， 而桩 间土不 承 受荷载或只承受较少 的荷载。而较多 的工程 资料
模， 设定各 自的物理力学参数 ， 然后进行 网络划分 ， 按 照应力 分 布 情 况 和重 要 性 的不 同 调 整 网 格 的密 度， 再在计算机中用有 限元求解器进行计算。 某一钻孔灌注桩 ， 桩长（ 人土深度） ２ｍ 圆形 为 ５， 断面进行等面积折算后 的尺寸为 １０ ．ｍ×１０ 。桩 ．ｍ 周围和桩下面土层为饱和粘 土层 ， 桩底 以下 １ｍ处 ５ 为原岩。粘土的弹性模量为４ ＯＰ ， ×ｌ ａ 泊松 比 ０４ ￣ ．，
ｎｅ ｉｇｐａ ｔ ｅａ ｄ ｅ ｒ ｈ ｔｅｌａ ａ ｓｅ ｃ ｈｎｓ ｏ ｉ ｅｒ ｒｃ ｃ ｎ ｎ ｉ ｏｄ ｔ ｎ ｆｒｍｅ ａ ｉ ｎ ｉ ｃ ｈ ｒ ｍ ｆ ｌ ｐ ｅ． Ｋｅ ｒ ｓ ｆｌ ｇ ｐｌ；ａｅａ ｒ ｔ ｎ ｒｓ ｔｎ ｅｏ ｉ ；ｉｉ ｌｍｅ ｔ ｔｏ ｙｗｏｄ ： ｌｎ ｉ ｌｔｒｌｆ ｃ ｏ ｅｉ ａ ｃ ｐｌ ｆ ｔ ｅｅ ｎ ｈ ｄ ｉｉ ｅ ｉｉ ｓ ｆ ｅ ｎ ｅ ｍｅ
Ｏ 引言
桩基础由于承载力大、 稳定性好 、 沉降量小 ， 并 且能较好地适应各种地质条件 以及各种荷载情况 ，
和工程实践表明 ， 于摩擦桩 ， 对 桩间土能承受 ２ ％ ｏ 以上 的荷载 ， 在某些情况下 可高达 ６ ％， ｏ 因此传统 设计方法显然 比较保守。本 文在分 析桩荷 载传递 机理时考虑 桩、 土的共 同作用 ， 即将桩周 土上的作 用力和桩顶反力均视 为未知量 ， 通过桩土之间位移 协调条件来求解各 自的应力 和应变 ； 桩和土分别建
因此 ， 桩基础是深基础中最常用的一种形式 。随着
工程建设规模 的不断扩大和相关产业 的迅速发展 ， 桩基础 已被广泛 应用于 建筑 、 梁、 口和近海工 桥 港 程， 已成为岩土工程的一个重要领域和学科¨ Ｊ 叫。 灌注桩属于非挤土或少量挤 土桩 ， 施面隆起 或侧移 ， 也无 浓 烟排 放， 因而对周围建筑物、 路面和地下设施等影响小； 可以根据土层分布情况任意变化桩长 ， 容易适应持 力层面高低不平 的变化 ； 的直 径和 间距 大， 桩 群桩 效应小 ， 设计 中无需为此而进行 繁琐 的计算 ； 桩的 承载力大； 桩身配筋可根据荷载大小与性质及荷载 沿深度的传递特征 以及 土层 的变化配 置 ； 并且施工 设备简单轻便等 ， 因而本文从被广泛应用的钻孔灌 注桩人手分析桩的弹性模量对桩 的侧 摩阻力 的影 响。
土的密度为 ２ｏｌ，３ 粘聚力为 １ｋａ 内摩擦 角 Ｏｏｇ １ 【ｎ ， ９Ｐ ， 为 ３ｏ 桩 的 泊 松 比 为 ０２ 混 凝 土 的 密 度 为 ０； ．， ２ｏ ｇ ￣ ５ｏ ／ 。桩 当作线 弹性 材料考虑 ， ｋｍ 土体 则考 虑 为弹塑性材料 ， 采用 Ｄｕｋｒ ｒ ｅ一 ｃ 弹塑性模型 ， 剪 胀角为 １。按非 相关流动法则 计算 ）建立 三维 模 ５（ ； 型， 考虑接触问题 ， 桩和土之间设置接触面单元 ； 在 不考虑土体的排水固结 ， 采用总应力法进行分析计
ｕ ｅ ｎｃａ ｔ ｏｔ ｉ ａｃｓａ ｌ ｅ ａ ｌ ． ｅｅ ｅｔ ｆ ｌｓｉ ｄ ｌ ｎ ｌｔｒｌｆ ｃｉｎ ｒｓｓ ｎ ｅｏ ｉ ｓ ｉ ｏｓ ｌｓｆ ｓ ｌ ｌａ ｓａｌ ｘｍｐｅ ｔ ｆ ｃｓｏ ａｔ ｍｏ ｕｅｏ ｅａ ｒ ｔ ｅｉａ ｃ ｐｌ ｄ ａ ＇ ｏ ｈ ｅ ｃ ａ ｉ ｏ ｔ ｆ ｅ
（ ｅａｔｅｔｆ ｕｌｎ ｎｉｅｒｇＴｎ ｉ ｎｖｒｔ，ｈｎｈｉ ００２Ｃ ｉ ） Ｄｐｒ ｎ ｉｉ Ｅ ｇ ｅｉ ，ｏ￣ ｉｅｓｙＳａｇａ２０９ ， ｈ ａ ｍ ｏＢ ｄ ｇ ｎ ｎ Ｕ ｉ ｎ
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