[发明专利]一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法

说明书

本发明涉及碎石桩复合地基技术领域，为简化碎石桩竖向承载力的计算方法，具体是一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法，包括：1、对碎石桩复合地基进行等效转化2、在条形基础的边缘假想一个挡墙，随着上部荷载的施加，挡墙左侧条形基础发生主动破坏而产生一个主动土楔，主动土楔滑动面与水平面的夹角为η_a，作用于墙身的主动土压力为p_a；墙体右侧土体发生被动破坏而产生一个被动土楔，被动土楔滑动面与水平面的夹角为η_p，作用于墙身的被动土压力为p_p；3、当p_a和p_p作用于假想挡墙的水平力满足极限平衡条件时求解碎石桩的极限承载力。采用上述步骤简化了碎石桩竖向承载力的计算方式，考虑了群桩效应的影响，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及碎石桩复合地基技术领域，具体是一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法。

背景技术

碎石桩是指用振动、冲击、水冲、沉管等方法在软弱地基中成孔后，再在孔内灌入碎石(砂、卵石)等材料形成大直径密实桩体，碎石桩复合地基可显著提高地基土的承载能力，减少地基的沉降量，加速消散振动引起的超静孔隙水压力，有效消除砂土液化的可能性。碎石桩作为地基处理的一种重要手段，近年来，在工程实践中得到了广泛的应用。然而，对于置换了部分原状土的碎石桩而言，其在竖向荷载作用下的承载特性一直是岩土工程领域的难点和热点。碎石桩复合地基表现出明显的竖向不均匀性和其原状土层导致的横向不均匀性，当我们将它作为一个组合整体，它在荷载作用下的应力-应变关系就变得十分复杂。

碎石桩复合地基试验采用的方法有，针对桩体的重型动力触探、超重型动力触探试验，目前还有一些新型的试验方法也在探索中，如高压静力触探试验。针对桩间土体的标准贯入试验、静力触探试验和十字板剪切试验等，一般试验过程中都会结合现场试验和室内试验的结果进行合理的分析，操作步骤繁琐，而且目前对于碎石桩复合地基的测试及试验手段均有一定的局限性。

复合地基有限元法主要包括离散元法和等效方法两类，离散元法是将桩土离散化，然后模拟桩土的相互作用，便于分析其承载特性，然而对于大规模群桩地基，节点和单元的数量多，计算成本高；等效法是将加固区视为桩、土组成的复合材料，根据加固机理建立反映复合地基整体特征的本构关系，节点和单元数量显著降低。总的来说，有限元方法计算结果的精度与输入的桩土相互作用参数有很大关系，这些参数需要通过物理试验测定得到，这在一定程度上制约了有限元分析结果的可靠性。

近年来，碎石桩复合地基计算理论取得了长足的进步。然而，现有承载力计算方法多适用于分析碎石桩的单桩承载力，未考虑群桩效应，这种通过简单叠加得到碎石桩群桩承载力的方法与实际情况存在一定偏差，因此，对于碎石桩复合地基作用机理的认识及计算理论还需要深化和完善。

发明内容

为了克服现有碎石桩复合地基试验方法存在的不足，本发明提供了一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种碎石桩竖向承载力的简化计算方法，包括：

步骤1、对碎石桩复合地基进行等效转化：将同一横排或同一竖排的碎石桩转化为一条等效的条形基础；

步骤2、在条形基础的边缘假想一个挡墙，随着上部荷载的施加，挡墙左侧条形基础发生主动破坏而产生一个主动土楔，主动土楔滑动面与水平面的夹角为η_a，作用于墙身的主动土压力为p_a；墙体右侧土体发生被动破坏而产生一个被动土楔，被动土楔滑动面与水平面的夹角为η_p，作用于墙身的被动土压力为p_p；

步骤3、当p_a和p_p作用于假想挡墙的水平力满足极限平衡条件时即可求解碎石桩的极限承载力。