[發明專利]一種碎石樁豎向承載力的簡化計算方法

有效

• 申請號: 202011223869.4
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112417550B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 胡中波;剛傲
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/23;E02D3/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及碎石樁復合地基技術領域，為簡化碎石樁豎向承載力的計算方法，具體是一種碎石樁豎向承載力的簡化計算方法，包括：1、對碎石樁復合地基進行等效轉化2、在條形基礎的邊緣假想一個擋墻，隨著上部荷載的施加，擋墻左側條形基礎發生主動破壞而產生一個主動土楔，主動土楔滑動面與水平面的夾角為η_a，作用于墻身的主動土壓力為p_a；墻體右側土體發生被動破壞而產生一個被動土楔，被動土楔滑動面與水平面的夾角為η_p，作用于墻身的被動土壓力為p_p；3、當p_a和p_p作用于假想擋墻的水平力滿足極限平衡條件時求解碎石樁的極限承載力。采用上述步驟簡化了碎石樁豎向承載力的計算方式，考慮了群樁效應的影響，適用范圍更廣。

技術領域

本發明涉及碎石樁復合地基技術領域，具體是一種碎石樁豎向承載力的簡化計算方法。

背景技術

碎石樁是指用振動、沖擊、水沖、沉管等方法在軟弱地基中成孔后，再在孔內灌入碎石(砂、卵石)等材料形成大直徑密實樁體，碎石樁復合地基可顯著提高地基土的承載能力，減少地基的沉降量，加速消散振動引起的超靜孔隙水壓力，有效消除砂土液化的可能性。碎石樁作為地基處理的一種重要手段，近年來，在工程實踐中得到了廣泛的應用。然而，對于置換了部分原狀土的碎石樁而言，其在豎向荷載作用下的承載特性一直是巖土工程領域的難點和熱點。碎石樁復合地基表現出明顯的豎向不均勻性和其原狀土層導致的橫向不均勻性，當我們將它作為一個組合整體，它在荷載作用下的應力-應變關系就變得十分復雜。

碎石樁復合地基試驗采用的方法有，針對樁體的重型動力觸探、超重型動力觸探試驗，目前還有一些新型的試驗方法也在探索中，如高壓靜力觸探試驗。針對樁間土體的標準貫入試驗、靜力觸探試驗和十字板剪切試驗等，一般試驗過程中都會結合現場試驗和室內試驗的結果進行合理的分析，操作步驟繁瑣，而且目前對于碎石樁復合地基的測試及試驗手段均有一定的局限性。

復合地基有限元法主要包括離散元法和等效方法兩類，離散元法是將樁土離散化，然后模擬樁土的相互作用，便于分析其承載特性，然而對于大規模群樁地基，節點和單元的數量多，計算成本高；等效法是將加固區視為樁、土組成的復合材料，根據加固機理建立反映復合地基整體特征的本構關系，節點和單元數量顯著降低。總的來說，有限元方法計算結果的精度與輸入的樁土相互作用參數有很大關系，這些參數需要通過物理試驗測定得到，這在一定程度上制約了有限元分析結果的可靠性。

近年來，碎石樁復合地基計算理論取得了長足的進步。然而，現有承載力計算方法多適用于分析碎石樁的單樁承載力，未考慮群樁效應，這種通過簡單疊加得到碎石樁群樁承載力的方法與實際情況存在一定偏差，因此，對于碎石樁復合地基作用機理的認識及計算理論還需要深化和完善。

發明內容

為了克服現有碎石樁復合地基試驗方法存在的不足，本發明提供了一種碎石樁豎向承載力的簡化計算方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種碎石樁豎向承載力的簡化計算方法，包括：

步驟1、對碎石樁復合地基進行等效轉化：將同一橫排或同一豎排的碎石樁轉化為一條等效的條形基礎；

步驟2、在條形基礎的邊緣假想一個擋墻，隨著上部荷載的施加，擋墻左側條形基礎發生主動破壞而產生一個主動土楔，主動土楔滑動面與水平面的夾角為η_a，作用于墻身的主動土壓力為p_a；墻體右側土體發生被動破壞而產生一個被動土楔，被動土楔滑動面與水平面的夾角為η_p，作用于墻身的被動土壓力為p_p；

步驟3、當p_a和p_p作用于假想擋墻的水平力滿足極限平衡條件時即可求解碎石樁的極限承載力。