[发明专利]附加有限刚度梁的桩基基础的竖向承载力实用计算方法

说明书

本发明公开了一种附加有限刚度梁的桩基基础的实用竖向承载力计算方法，包含：1考虑桩基基础的竖向承载力主要由各层桩单元桩身侧壁摩阻力、基础底部端承载力、各层有限刚度梁单元侧面摩阻力和有限刚度梁单元底面承载力四部分组成；2根据桩基基础底部承载力对比总承载力承担比例大小分别计算桩基基础底部承载力特征值；3总结各种位移工况、各类土层的附加有限刚度梁的桩基基础底部承载力特征曲线可得出桩基基础直径小于R和不小于R的基础底部承载力特征值。本发明为桩基工程中通用计算理论，具有较强的工程适用性。

技术领域

本发明属于桩基基础结构领域，尤其涉及一种附加有限刚度梁的桩基基础的竖向承载力实用计算方法，主要在于应用桩基基础的工程领域，包括建筑工程、桥梁工程等。

背景技术

随着我国社会经济的发展，超级工程不断涌现，这些工程往往需要很高的基础承载力并要严格控制沉降。传统的桩基存在材料利用率不高、承载力偏小等不足，特别对于在厚覆盖层和大跨度桥梁的传统基础，长细比严重失调。因此，亟待开展大型桥梁基础形式、设计理论及施工技术创新与应用。

一种附加有限刚度梁的桩基基础是一种桩基结构型式，桩基基础结构的竖向承载力计算是桩基础设计的关键。基于仿生学原理，采用配套研发的多头顶进装置将预制有限刚度梁挤扩到周边土体中，在基础上“嫁接”水平向的钢筋混凝土有限刚度梁，有限刚度梁可将荷载有效的传递到土体，由此提高基础的稳定性和承载力。附加有限刚度梁的桩基施工时，在预制的钢筋笼上预留孔洞，钢筋笼下放后使用专门的设备将预制好的有限刚度梁顶入土体中，最后浇筑桩身混凝土，完成附加有限刚度梁的桩基基础施工。

关于传统桩基竖向承载力的计算方法已经趋于成熟，但附加有限刚度梁的桩基基础作为一种基础结构型式，目前尚未形成完善的竖向承载力实用计算方法。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提供一种附加有限刚度梁的桩基基础的竖向承载力实用计算方法，以期能通过参数来确定桩基基础竖向承载力，有助于桩基基础设计的规范化和标准化，从而为桩基基础竖向承载力提供理论基础，以推广该桩基基础的运用。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种附加有限刚度梁的桩基基础的竖向承载力实用计算方法的特点在于，包括以下步骤：

步骤1、获得桩基基础的参数，包括：桩基础主井外直径D；有限刚度梁层数η_g；每层有限刚度梁的布置数量m_g；有限刚度梁宽度b_g；有限刚度梁长度l_g；有限刚度梁高度h_g；相邻层有限刚度梁之间距离s_g；清底系数m₀；修正系数λ；容许承载力随深度的修正系数k₂；基底和有限刚度梁在第j层的埋置深度h_j；

获得土体参数包括：桩基基础所在的土的层数n；承台底面或局部冲刷线到桩端的第i层土层厚度l_i；从第一层有限刚度梁到最后一层有限刚度梁分为j层土，土层厚度l_j；与第i层土层厚度l_i对应的土层与沉井侧壁的摩阻力标准值q_ik；与第j层土层厚度l_j对应的土层与有限刚度梁侧面的摩阻力标准值q_kj；第j层土有限刚度梁底面土的承载力基本容许值记为f_aj；桩端、支端和盘端以上各土层的加权平均重度γ₂；

步骤2、利用式(1)获得第j层土桩基基础有限刚度梁底面土的承载力容许值q_rj；

q_rj＝m₀λ[f_aj+k₂γ₂(h_j-3)]                 (1)