5 进一步的分析与讨论 *R1d4|/G
从图3、图4直接改变承台与土摩擦系数计算工况1B与1C的对比中,可以看出随着摩擦系数的增大,桩身断面受到的内力有所减小,由此可知传递到地基土上的应力也相应增大。在没有桩伴侣的情况下,如果不考虑对承担水平外力具有很大不确定性地下室外墙、承台侧壁等侧向构件(例如文献[14]规定承台侧面回填土为松散状态时取承台侧向土抗力效应系数 ),受水平荷载的非典型高承台单桩承台的基桩可简化为满足下式要求: 0hEF$d6U
(1) = m!!
式中: ——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平力; X F0*d~4
——单桩水平承载力特征值; !YuON6{)
——承台底与基土间的摩擦系数; lBYS>4~
——承台底地基土分担的竖向总荷载标准值, ; <ZN)
/,4PS
——承台下一定范围土地基承载力特征值的平均值; O;.d4pO(tC
——承台效应系数; EV;;N
A ——承台总面积; [m@e^6F0U
——桩身截面面积 iyHp$~,q?t
文献[14]规定当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取 ,则(1)式直接退化为: p)AvG;
(2) aG8;,H=%,
(2)式意味着水平力完全由桩基承担,由于地基土的侧限作用已经可以完全忽略,在水平荷载作用下,此时的低承台桩基必然存在着与高承台桩基相类似的工作性状,进一步验证了本文所提出的“从低承台桩基中细分出非典型高承台桩基”的合理性,而高承台桩基在地震作用的地震响应、自振周期、上部结构的抗倾覆能力等方面都将与低承台的假设不符[21] [22],对桩的水平承载能力与抗震性能影响不容忽视。 2n\i0?RD
配备桩伴侣后,桩伴侣作为承台向地基土的延伸完全嵌入地基土中,并且在其高度范围内对地基土形成一定的约束,在提高竖向承载力的同时也提高了地基土的水平承载力,受水平荷载的带伴侣的桩承载力计算公式可更多地体现“以土为本”,建议在建筑工程的低承台桩基特别是非典型高承台桩基中普遍应用桩伴侣以改善基桩的受力状态。 ]Y/pSwnV
当然也必须指出,桩伴侣所起的作用,在很大程度上仅仅是传递荷载,是通过向地基土传递荷载来分担桩头的水平荷载,因此,在桩伴侣的应用中可仅仅把桩伴侣当作是一个构造措施来对待,除非采用现浇混凝土大直径管桩[15][16]、矩形闭合地下连续墙[23]等成熟的施工工艺,通常情况特别是采用工厂预制时,桩伴侣的外径和高度不必过大,如果上层地基土性质较差,应结合柔性桩技术进行地基加固。 G!f E'B
由于桩伴侣自身的抗弯刚度可比桩大很多,分担的内力较大且较为复杂,在罕遇地震等较大荷载工况下,可将桩伴侣作为耗能构件,首先牺牲伴侣,避免或延迟桩头的破坏。如果将桩顶与基础底板脱开,水平荷载下桩身受到的内力水平会降低一个数量级,这样就彻底改变了桩基础的构造形式,作者另文探讨。