[发明专利]一种挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩沉降计算方法

说明书

本发明公开了一种挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩沉降计算方法，属于建筑桩基技术领域，本发明提供了一种挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩沉降计算方法，采用的方案：挤扩支盘后注浆灌注桩或为单桩，或为单排桩，或为中心距大于6倍桩径的疏桩基础，灌注桩的桩基沉降计算考虑承台底地基土分担荷载对桩基沉降的影响，挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩的沉降量计算为：承台底地基反力和挤扩支盘后注浆灌注桩侧阻力和端阻力在桩端平面以下桩身轴线上计算点产生的附加应力叠加，采用单向压缩分层总和法计算桩基的沉降量，并计入桩顶至上盘盘顶截面部分桩身压缩量；本发明适用于建筑桩基的沉降量计算领域。

技术领域

本发明是一种挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩沉降计算方法，属于建筑桩基技术领域。

背景技术

桩基础是建筑物基础的重要形式之一，对于高层建筑物和桥梁，绝大部分采用桩基础。 20世纪50年代后期，印度开始在膨胀土中采用多节扩孔桩，1978年初，北京市建筑工程研究所对300mm小直径桩身，扩大头直径为480m，桩身长度为5m的两节和三节扩孔短桩进行试验研究。随后2000年左右，在中国许多地方进行挤扩支盘桩的应用推广和机理研究。挤扩支盘混凝土灌注桩是使用专用的挤扩设备，在桩身下部不同部位挤密扩径处土体，进而减少土体的压缩量，然后吊放钢筋笼，灌入混凝土，形成挤扩支盘灌注桩。当在桩底预埋设注浆管并在成桩后进行桩底注浆时，就形成挤扩支盘后注浆灌注桩。由于在桩身不同部位设置了承力盘，用端承力代替部分摩阻力，使单桩承载力得到大幅提高、沉降明显减少。进而在增加桩基安全性、降低工程造价和缩短工期方面都取得了显著的经济效益和社会效益。目前挤扩支盘桩在国内部分地区得到应用和推广，积累了一些工程资料，但整体上仍处于技术开发和研究应用阶段。

对于承载竖向荷载基桩设计包括两大部分，第一，桩的承载力确定，第二，桩的沉降确定。《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)强制条文规定，设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计。目前对于挤扩支盘后注浆灌注桩的承载力传递机理研究较多，但对沉降研究较少，而且挤扩支盘后注浆灌注桩并没有正式列入现行行业规范《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)和现行国家规范《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中。目前，对于挤扩支盘后注浆灌注桩承载竖向荷载时的沉降计算还没有定论。

本发明本着与现行行业规范《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)有关桩基沉降计算的思路统一，提出了挤扩支盘后注浆灌注桩形成的单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础的复合单桩沉降计算方法，有助于为承受竖向荷载挤扩支盘后注浆灌注桩复合桩基的沉降问题提供一种计算方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种挤扩支盘后注浆灌注桩形成的单桩、单排桩或桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础的在考虑承台底地基土分担荷载时复合单桩沉降计算方法。

为了解决上述问题，本发明采用的方案如下：

一种挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩沉降的计算方法，挤扩支盘后注浆灌注桩或为单桩，或为单排桩，或为中心距大于6倍桩径的疏桩基础，灌注桩的桩基沉降计算考虑承台底地基土分担荷载对桩基沉降的影响，灌注桩沉降计算方法如下：

承台底地基土分担荷载简化为均匀分布模式，承台底地基土分担荷载对地基沉降计算点产生的附加应力按Boussinesq解计算；

将挤扩支盘后注浆灌注桩简化为上下两个相连的等直径桩，将变截面桩身等效简化为两个相连的等截面桩身，桩基的受力等效简化为桩顶至上盘盘顶截面承受均匀分布侧阻力，上盘盘顶截面至桩端承受均匀分布侧阻力和均匀分布端阻力；将挤扩支盘后注浆灌注桩的桩端平面以下桩身轴线上地基中产生的附加应力，按考虑桩径影响的Mindlin解计算确定；

挤扩支盘后注浆灌注桩复合单桩的沉降量计算为：承台底地基反力和挤扩支盘后注浆灌注桩侧阻力和端阻力在桩端平面以下桩身轴线上计算点产生的附加应力叠加，采用单向压缩分层总和法计算桩基的沉降量，并计入桩顶至上盘盘顶截面部分桩身压缩量。