5.6 本章小结
本章对土体和岩石中的侧向受荷桩进行了结构线性分析,得出了如下结论：
●对于砂土中的侧向受荷桩：
(1)k=(2.38～3.73)Gs=(0.92～1.43)Es,平均值为3.23Gs或1.24Es;
(2)Gs=(0.25～0.62)NSPT(MPa),平均值为0.50 NSPT(MPa)。相应的土体杨氏模量Es=(0.65～1.6)NSPT(MPa),平均值为1.3NSPT(MPa);
(3)Ng=(0.55～2.5)
,α0=0 m和n=1.7;对于挤土桩(如闭口钢管桩)和截面加强桩,Ng=(1.0～2.5)
;对于部分挤土桩和钻孔桩,Ng=(0.4～1.6)
;
(4)Lcr/d=7.4～16.1,平均值为10.3。因此,一般选择10d深度内的土体平均弹性参数确定地基反力模量k是准确的;
(5)可选取5d深度内的土体重度、内摩擦角确定土体的极限抗力;
(6)可采用增大桩宽的方法提高桩的极限抗力,降低桩的侧向变形;
(7)土体极限抗力与桩的施工方法、桩头约束条件有关。常用的Reese LFP,Barton LFP和Broms LFP可能只适用于钻孔桩或少量排土桩。
●对于黏土中的侧向受荷桩：
(1)k=(2.7～3.92)Gs,平均值为3.04Gs。该结果与砂土中的侧向受荷桩非常一致;
(2)Gs/Su=Ir=25～315,平均值为95Su。一般对于硬黏土取大值,软黏土取小值;
(3)Ng=0.7～3.2,α0=0.05～0.2 m;
(4)可选取(5～7)d深度内的平均不排水强度确定土体极限抗力;
(5)对于(5～7)d深度内相对均质土体,n=0.7;对于分层土体,n值可视土体组成条件而变化,一般的,对于上软下硬土层,n值较大,对于上硬下软土层,n值较小。
●对于嵌岩桩：
(1)k=(3.72～6.2)Gm,平均值为4.54Gm,该值比黏土中侧向受荷桩对应的值约大50%;
(2)Gm=(1.77～839.4)qur或Em=(4.43～2 098.5)qur,平均值分别为Gm=170qur或Em=425qur。Em值的变化范围较大,选用时需要一定的工程经验。对于重要工程,有必要进行原位测试试验(如DMT试验)确定Em值;
(3)在设计荷载条件下,一般可取6d深度内的变形模量和2.5d深度内的LFP;
(4)LFP可采用如下简单形式,即pu=AL(α0+x)2.5,其中,AL与qur在数值上相等和α0=(0.11～0.45)d,平均值为0.22d。如果采用Reese LFPR分析嵌岩桩的性状时,αr=0.03～0.55。
此外,本章在变形分析的基础上,还提出了确定土体和岩石中侧向受荷桩极限荷载的计算方法和公式。这表明,桩的变形分析和极限荷载设计是统一的。
值得说明的是,在本章的分析中,除了嵌岩桩中的实例RS6和RS7外,其他桩全为钢管桩或套管混凝土桩。对于钢筋混凝土桩,一般只在荷载水平较小的条件下,才可进行结构线性分析,即桩的抗弯刚度不变。在较大的荷载水平作用下,必须考虑桩的结构非线性。这将在下一章中进行讨论。