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由于预制桩造价低,施工方便而被广泛使用,尤其适用于软土地基。预制桩在施工过程中引起的桩周土体中超孔隙水压力的消散预测、桩体入土后任一时刻极限承载力的计算、随着土的固结桩的沉降的计算等问题并没有得到很好的解决。这些问题在一定程度上束缚了预制桩的使用。基于此,本文对饱和软粘土沉桩桩周引起的超静孔隙水压力消散过程、桩极限承载力、沉降的时效性等问题进行了较为详细的研究。主要研究内容和创新点如下:
(1)对单桩引起的超静孔隙水压力及其消散过程做了分析研究。本文采用现有桩周土固结理论,对其边界条件进行改进,利用微分求积数值解法对其进行了求解。编制了相应程序。利用该程序对一算例分析表明,在5倍桩径范围内孔压消散速度较快,可以更合理地解释间隔几小时后就很难沉桩这一工程现象。
(2)在本文提出的桩周土再固结规律基础上,结合桩周土体强度增长理论,提出单桩极限承载力随时间增长的计算公式。对一工程算例分析表明,本文计算结果与实测资料较为接近,说明本文计算方法的正确性,对于工程设计具有一定参考价值。
(3)在本文提出的桩周土再固结规律基础上,从桩土相互作用的原理出发,研究了在桩周地基土再固结沉降的作用下,桩基沉降的计算方法。编制了相应程序,利用该程序研究了桩周地基土再固结沉降的变化规律。研究表明地基土由于再固结作用,产生沉降量较大,桩基础在桩周地基土下拉荷载作用下也会产生一定的沉降,接近6mm。