锥形变截面桩的竖向承载机理.pdf

1、近年来，随着建设事业的高速发展，高层建筑、桥梁、大型厂房等重大工程项目越来越多，对桩基础提出了越来越高的承载力和变形要求，促进了国内外对桩基础的理论研究、设计方法、施工及检测技术研究的不断深入，不断有更稳定、更经济的新型桩或新的施工工艺应用于工程建设。总结起来，国内外对桩基础的研究主要聚焦于两点：一是通过合理的施工工艺来提高桩的承载力；二是通过新型的桩基础形式来提高桩的承载能力。锥形桩，自桩顶至桩底，截面直径线性减小，形成圆台形侧面，既

2、具有部分锥形台阶桩的性质，也具有部分楔形桩的性质。由于其特殊的侧面形状，不但改善了桩-土接触面摩阻力的发挥模式，而且改善了桩周土的力学状态，从而提高了单桩的竖向承载力，并使桩的荷载-沉降曲线趋于缓变型。锥形台阶桩，是通过特殊施工工艺形成的，上段直径较大，下段直径较小，上下段之间以圆台形桩段连接的新型混凝土灌注桩。锥形台阶桩目前还处于试验研究阶段，通过静载荷试验证明锥形台阶桩的承载力要高于等直径桩，在承载力相同的条件下，可节约20～30％

3、的材料费。普遍适用于粘土、淤泥、流砂、卵石层和有地下水、易塌孔等各种地质条件下桩基础的施工，具有工艺成熟、操作简单、施工速度快、质量可靠、单桩承载力高、降低工程造价等优势。
　　本文针对上述两种锥形变截面桩的侧面特点，以数值模拟分析为主，以试验资料分析为辅，研究其竖向承载性能。主要分为三部分的内容：首先，通过有限元软件对锥形桩承载性能进行模拟计算，分析其荷载-沉降曲线，轴力及侧摩阻力分布情况，土体的应力，桩-土接触面的应力，并且与