[发明专利]采用等代墩基模式预测超长群桩沉降量的计算方法

摘要

本发明公开了一种采用等代墩基模式预测超长群桩沉降量的计算方法，该计算方法将超长群桩沉降量分为由超长群桩与桩间土简化而成的实体深基础的竖向压缩变形和桩端以下土体压缩变形两部分，其中，实体深基础的竖向压缩变形等于桩身压缩量S_p，桩端以下土体压缩变形考虑地质成因或基坑开挖等引起的土体应力历史变化并采用传统分层总和法计算获得桩端以下土体压缩量S_s；将桩身压缩量S_p与桩端以下土体压缩量S_s相加即为超长群桩的沉降量。本发明的优点是，计算方法充分考虑土体自然沉积和深基坑土方开挖等土体应力历史对超长群桩沉降的影响，计算结果与实测沉降差异小，不需要对计算结果进行任何经验修正。

主权项

1.一种采用等代墩基模式预测超长群桩沉降量的计算方法，涉及自下而上依次设置的超长群桩、筏板以及上部结构，其特征在于所述计算方法包括以下步骤：（1）计算所述超长群桩的桩身压缩量S_p；（2）计算所述超长群桩桩端以下各土层内的附加应力σ_zi，附加应力σ_zi分为按照桩身侧摩阻力引起的附加应力和端阻力引起的附加应力，将附加应力σ_zi与相应土层内的土体前期固结压力p_ci和初始有效应力p_0i之差进行比较；若σ_zi＜p_ci‑p_0i，则所述超长群桩的桩端以下土体压缩量S_s为：若σ_zi＞p_ci‑p_0i，则所述超长群桩的桩端以下土体压缩量S_s为：式中，σ_zi为第i层土的附加应力；p_ci为第i层土的土体压缩曲线e～lgp上的前期固结压力，为土体历史上曾经受到过的最大有效压力，所述土体压缩曲线e～lgp为土体孔隙比随压力变化的曲线，e为土体孔隙比，p为土体所受压力值；p_0i为第i层土的土体压缩曲线e～lgp上的初始有效应力，在考虑基坑开挖卸荷效应时，将开挖卸荷并施加底板荷载后的土体有效应力状态作为初始有效应力；H_i为第i层土的厚度；e_0i为第i层土的土体压缩曲线e～lgp上对应于p_0i值的初始孔隙比；C_si为第i层土的回弹指数；C_ci为第i层土的压缩指数；所述超长群桩桩端以下土体内的附加应力σ_z包括由桩身侧摩阻力引起的附加应力σ_za以及端阻力引起的附加应力σ_zb，其计算式为：式中，α为所述超长群桩的端阻比；Q为扣除浮力后施加在超长群桩上的上部结构总荷载，对应于作用效应准永久组合；A_C为侧摩阻力沿桩身分布形态的形心所在平面为等效均布力的作用平面，所述作用平面的面积等效为所述超长群桩的外包面积；I₁为附加应力σ_za的附加应力系数；I₂为附加应力σ_zb的附加应力系数；若(1‑α)Q荷载部分在所述作用平面呈矩形分布荷载，则附加应力系数I₁的计算式为：式中，v为泊松比；a为矩形均布荷载的长；b为矩形均布荷载的宽；z为荷载中心线下点到地面的距离；d为荷载面的深度；；；若(1‑α)Q荷载部分在所述作用平面呈圆形均布荷载，则附加应力系数I₁的计算式为：式中，v为泊松比；a为圆形均布荷载面的半径；z为荷载中心线下点到地面的距离；d为荷载面的深度；；；若αQ荷载部分在所述超长群桩桩端平面呈矩形分布荷载，则附加应力系数I₂的计算式为：式中，v为泊松比；a为矩形均布荷载的长；b为矩形均布荷载的宽；z为荷载中心线下点到地面的距离；d为荷载面的深度；；；若αQ荷载部分在所述超长群桩桩端平面呈圆形均布荷载，则附加应力系数I₂的计算式为：式中，v为泊松比；a为圆形均布荷载面的半径；z为荷载中心线下点到地面的距离；d为荷载面的深度；；；（3）计算所述超长群桩的总沉降量S_G，计算式为：S_G= S_p+ S_s式中，S_p为所述超长群桩的桩身压缩量；S_s为所述超长群桩的桩端以下土体压缩量。