[发明专利]一种线性桩及其设计方法

权利要求书

1.一种线性桩，其特征在于：为等截面变强度线性桩和/或等强度变截面线性桩；在设计极限荷载下，桩身各断面均处于弹性极限应力状态，桩端土体处于弹性极限应力空间内，桩土相互作用处于弹性区、弹塑性区和破坏区，在实施基桩静载荷试验时，其P-S关系曲线近似一条直线。

2.如权利要求1所述的线性桩，其特征在于：对于端承桩，其桩端材料弹性极限应力等于桩端岩土体的设计应力值，桩端岩土体的设计应力值不大于其比例极限应力值。

3.如权利要求1所述的线性桩，其特征在于：对于摩擦桩，其桩端材料弹性极限应力等于桩端岩土体的设计应力值，且沿桩身最能发挥侧摩阻力的区域处于弹性应力空间内；从桩端至桩顶，沿桩身某一长度所增加的摩阻力均由桩身承担，相应的引起了桩身应力的变化，其桩身应力不大于相对应混凝土的比例极限应力值。

4.基于权利要求1所述线性桩的设计方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）根据营建建筑物的基本特征，计算确定营建建筑物的基桩类型、布置形式和桩顶对应的设计荷载                                               和沉降值；

（2）勘察计算营建建筑物场地的基本力学特征参数，获取地质材料主要力学指标及全过程特征，计算得到不同地层全过程地质材料特征，包括摩擦阻力和竖向承载力特征；

（3）计算初始桩径或断面尺寸，根据地层和营建建筑物特征综合计算采用等强度变截面或等截面变强度线性桩；同时计算分析沿桩身的轴向力分布特征；

（4）如果采用等强度变截面桩，则计算桩身材料的比例极限应力值，从而计算桩身材料等级，计算沿轴线一定长度增加的基桩承载力所对应的断面面积，这种计算从第n单元直至第1单元；如果采用等截面变强度桩，则计算桩身材料的断面尺寸，选取第n单元的桩身材料，计算沿轴线一定长度增加的基桩承载力所对应的断面应力，从而计算第i单元的桩身材料等级，这种计算从第n单元直至第1单元，从而计算沿桩身不同深度不同的材料等级；

（5）综合计算桩土相互作用、桩端地层承载力和桩身力学特征，获取桩顶的P-S关系曲线，经反复计算，使桩顶的P-S关系曲线近似一条直线。