桩土相互作用理论的进展与应用

桩土相互作用研究综述1 桩土相互作用的研究现状桩土相互作用问题属于固体力学中不同介质的接触问题,表现为材料非线性(混凝土、土为非线性材料)、接触非线性(桩土接触面在复杂受荷条件下有黏结、滑移、张开、闭合4形态)等,是典型的非线性问题。

为了能够全面地评价桩土的相互作用问题,通常需要确定桩、土体各自的应力和应变以及接触区域处位移和应力分布的数据,对影响桩土相互作用的各因素进行全面研究。

研究桩土相互作用问题需要考虑的因素有:(a)土的变形特征;(b)桩的变形特征;(c)桩的埋置深度;(d)时间效应(土的固结和蠕变);(e)外部荷载的形式(静载或动载);(f)施工顺序(即开挖、排水以及基础和上部结构施工各个阶段的影响)。

目前桩土相互作用的研究方法主要有理论分析法和试验方法。

1.1理论分析方法理论分析方法分为经典理论分析方法和数值分析方法。

1.1.1经典理论分析法(1)弹性理论法。

以Poulos方法为代表。

假定桩和土为弹性材料,土的杨氏模量ES或为常数或随深度按某一规律变化。

由轴向荷载下桩身的压缩求得桩的位移,由荷载作用于半无限空间内某一点所产生的Mindlin位移解求得桩周土体的位移。

假定桩土界面不发生滑移,即可求得桩身摩阻力和桩端力的分布,进而求得桩的位移分布。

如果假定Mindlin位移解在群桩的情况下仍旧适用,则弹性理论法可以被推广至群桩的相互作用分析中。

(2)剪切位移法。

以Cooke等为代表。

根据线性问题的叠加原理,可将剪切位移法推广到群桩的桩土相互作用分析中。

Nogami等基于上述思想再把每根桩分成若干段并考虑地基土分层特性,得到比Mindlin公式积分大为简化的数值计算方程组。

剪切位移法的优点是在竖向引入一个变化矩阵,可方便考虑层状地基的性况,均质土不需对桩身模型进行离散,分析群桩时不依赖于许多共同作用系数,便于计算。

(3)荷载传递法。

荷载传递法本质为地基反力法。

根据求取传递函数手段的不同,可将传递函数法分为Seed等提出的位移协调法和佐腾悟等提出的解析法。

桩-土-结构相互作用初探0引言桩-土-结构相互作用（Pile-soil-structure-interaction,简称PSSI）广泛存在于土木工程的各个领域中。

由于桩-土-结构相互作用问题十分复杂，涉及到动力特性、基础形状、上部结构体系以及动力反应等，因此这方面的研究也较为持久，而且很难得出比较符合实际的成果。

随着科学计算技术的迅猛发展和实验手段的不断改进，重大和复杂体系工程的不断建造，促进了与结构动力相互作用的深入研究，几十年来一直引起国内外的广泛重视和研究。

1桩基简介1.1桩基桩基，一般指利用设置在地基中的桩来加固地基时桩与桩间土联合构成的一种复合地基，而且主要是纵向增强体复合地基。

在桩基中，桩体是纵向增强体，而桩间土则为基体。

随着地基处理技术的发展和桩基理论的日益完善，工程实践中桩的应用已拓展到承受轴向荷载、横向荷载及轴向横向共同作用的情况；以承受横向荷载为主的桩有围护桩、抗滑桩、锚桩等。

因此，广义的“桩基”概念应该也包括这种类型的桩及其基体。

桩基的使用经历了漫长的历史年代，但在水泥未问世以前，实际上能利用的桩型只是由天然材料做成的木桩和石桩。

特别是木桩，我国迄今仍在个别地区使用着。

19世纪中叶以后,由于水泥工业的出现和发展，钢筋混凝土在建筑工程中开始应用，于是出现了混凝土桩和钢筋混凝土桩。

但在初级阶段，由于所采用的混凝土强度和钢筋强度都比较低，钢筋混凝土的计算理论也尚未建立，那时的钢筋混凝土桩，无论从桩型或桩基工程的施工技术来看，都是处于较低的水平。

只是在20世纪20年代特别是第二次世界大战以后，桩基的理论和技术有了更大的发展，桩的应用范围也不断扩大，出现了形形色色的、花样繁多的桩型。

例如预应力钢筋混凝土桩、高强度钢筋混凝土桩以及钢桩等。

桩从古老的、简陋的形式发展为现代桩基的各种不同体系过程中，桩的型式、规格和工作机理都发生了质的变化。

桩的多种类型以及它们的丰富多样的功能，使得它几乎可以用于各种工程地质条件和各种类型的工程中。

概析桩-土相互作用机理1、引言当上部结构的荷载较大、适合于作为持力层的土层埋藏较深，并且采用天然浅基础或仅作简单的人工地基加固仍不能满足要求时，常采用的一种方法就是做桩基础。

把结构支撑在桩基础上，荷载通过桩传到深处的坚硬岩土上，从而保证建筑物满足地基稳定和变形容许量的要求。

桩通过其侧面和土的接触，將建筑荷载传递给桩周围的土体，或者传递给更深层的岩土，从而获得较大的承载能力以支撑上部的大型建筑物。

因此，研究桩土间的相互作用机理不仅能够对基础设计提供合理参考，在桩基施工过程中也可对安全施工做出贡献。

桩-土共同作用问题是地基基础与上部结构共同作用问题中的一个分支，研究地基基础与上部结构共同作用的理论，重要的是解决桩、地基土和基础之间共同作用的问题。

在该课题研究的几种方法中，比较完整的三维空间分析方法系由Hongladaromp等人和Hian提出。

进几十年来来，随着国内基础建设的兴起，桩基基础在全国各地都被广泛采用，桩-土共同作用机理也越来越被重视，许多学者采用各种试验方法并取得了不少有价值的研究成果。

但因为地下空间的复杂，影响桩-土共同作用的因素繁多，使桩-土共同作用问题研究仍然存在尚未解决的问题。

因此，本文将对这些具有代表性的研究成果进行简单的回顾，并阐述当今桩-土共同作用研究中存在的问题和今后的发展方向。

2、桩-土共同作用研究现状近年来，桩-土共同作用问题被广泛研究，主要影响因素有上部荷载形式以及桩型选取和土性变化，而桩型和土性影响可以归为桩-土界面影响因素。

下面主要详细介绍近几十年来桩-土共同作用机理研究进展。

80年代，费勤发等对建筑荷载下复杂的单桩位移影响系数以及桩对桩位移影响系数的计算给出了简易解法。

并且对单桩的一系列参数给出可以笔算的解析式。

将桩对桩以及桩对土的位移影响系数计算归并于单桩位移影响系数计算公式中。

将简化计算解与精确解进行详尽的比较和细致的分析给出简化计算解的最大相对误差范围，而简化计算结果足以满足工程要求。

桩土共同作用设计理论研究
1 前言天然地基作为一种传统的承担上部结构荷载的形式,具有经济、施工简单、快速等优点,但是由于高层建筑的出现,天然地基在承载力或变形方面已无法满足建筑物的要求,于是桩作为一种分担荷载及控制变形的手段得到广泛应用。

桩基具有承载力高,应力传递途径简捷,地基变形小等优点,但桩基亦有不足之处:(1)未能充分利用土对承台的抗力;(2)采用桩基础,桩端需要有良好的土层,这也是造成设计桩长过长的因素,不仅使桩基造价过高,而且对于城市将来地下交通管网的发展尤为不利。

因此,将桩基与天然地基有机组合在一起,充分发挥两者的优势,共同承担上部荷载,形成复合桩基,自然成为人们的一种选择。

在天然地基中设置增强体,即形成复合地基。

根据增强体的材料强度或刚度不同,复合地基可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基,其中刚性桩复合地基目前正得到越来越广泛的应用。

本文所讨论的桩土共同作用包含以上两种情形,即复合桩基中的桩土共同作用和刚性桩复合地基中的桩土共同作用。

2 桩土共同作用理论复合桩基与刚性桩复合地基有两点不同:(1)复合桩基从桩基考虑承台土抗力发展而来,而刚性桩复合地基则由天然地基中设。

第39卷第1期2017年2月工程抗震与加固改造Earthquake Ｒesistant Engineering and ＲetrofittingVol.39，No.1Feb．2017［文章编号］1002-8412（2017）01-0001-07DOI ：10.16226/j．issn．1002－8412.2017.01.001桩－土－结构动力相互作用研究现状与进展邓浩昀1，金新阳2，顾明1（1．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2．中国建筑科学研究院，北京100013）［提要］桩－土－结构动力相互作用是地震工程重要的研究方向之一。

本文回顾了近年来国内外桩－土－结构动力相互作用的研究历史，同时对该领域的研究现状进行介绍，简述了桩－土－结构动力相互作用解析法、数值分析、试验和原型观测的研究进展，并对该领域今后的研究方向给出了一些建议。

［关键词］动力相互作用；桩基础；地震工程；文克尔模型；有限元－边界元［中图分类号］D315．9［文献标识码］AＲesearch Status and Development of Dynamic Soil-pile-structure InteractionDeng Hao-yun 1，Jin Xin-yang 2，Gu Ming 1（1．State Key Liboratory of Disaster Ｒeduction in Civil Engineering ，Tongji University ，Shanghai 200092，China ；2．China Academy of Building Ｒesearch ，Beijing 100013，China ）Abstract ：Dynamic soil pile structure interaction （DSPSI ）is an important field of the earthquake engineering．The research history of DSPSI are reviewed ，and an attempt is made to summarize the current situation．The progress of the analytic solution ，numerical analysis ，experiments and the prototype in this area is introduced．Furthermore ，some suggestions for future studies in the DSPSI are also presented．Keywords ：dynamic interaction ；pile foundation ；earthquake engineering ；Winkler model ；FEM-BEM E-mail ：910702dhy@tongji．edu．cn［收稿日期］2016－09－09桩－土－结构动力相互作用（SPSI ）是一个涉及到结构动力学、土动力学、地震工程学、地质学、岩土力学、材料科学、计算数值分析等多种技术学科的研究课题，主要包括刚性运动相互作用和惯性相互作用。

桩基础技术在建筑工程中的应用桩基础技术是一种在建筑工程中广泛应用的基础施工技术。

它是指利用桩机将桩体沉入地基土层中，通过桩体与土层的相互作用来传递和承受建筑物的荷载。

桩基础技术具有很高的承载能力和抗震性能，适用于各种地质条件下的建筑工程。

本文将从桩基础技术的原理、分类和应用等方面进行介绍和分析。

一、桩基础技术的原理桩基础技术是一种通过桩体与土层之间的相互作用来传递和承受建筑物荷载的基础施工技术。

其主要原理如下：1. 桩体与土层相互作用：桩体通过桩机沉入地基土层中，与土层形成一种相互作用关系。

在竖向荷载作用下，桩体通过摩阻和端阻来承担荷载，并通过土层的侧摩阻力与土层相互作用，实现荷载传递和分布。

2. 承载原理：桩基础技术利用桩体与土层的相互作用来承受建筑物的荷载。

在竖向荷载作用下，桩体通过其自身的承载能力和土层的支持作用来承担建筑物的荷载，保证建筑物的稳定性和安全性。

3. 抗震性能：桩基础技术在地震作用下能够通过桩体与土层的相互作用来吸收和分散地震荷载，提高建筑物的抗震性能，减小地震灾害对建筑物的影响。

桩基础技术根据桩体的形式、施工方式和材料等不同特点可以分为多种类型。

常见的桩基础技术分类有：1. 按桩体形式分类：可分为桩和灌注桩。

桩体可以是木桩、钢筋混凝土桩、钢管桩等，灌注桩则是通过在地基中灌注混凝土而成。

2. 按施工方式分类：可分为静压桩和动压桩。

静压桩是通过桩机直接向土层施加沉桩荷载，使桩体逐渐沉入地下，而动压桩则是通过桩机振动或冲击桩体使其沉入地下。

3. 按材料分类：可分为钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、钢管桩等，根据不同的工程要求选择不同的材料来制作桩体。

桩基础技术在建筑工程中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 地基处理：在软弱地基或荷载较大的场合，桩基础技术可以通过桩体与土层相互作用来强化地基，提高地基承载力和稳定性，为建筑物提供可靠的支撑。

2. 特殊地质条件下的建筑：在高度压实土、泥质土、黏土、坚硬岩石等特殊地质条件下，桩基础技术能够根据不同的地质条件选择不同类型的桩体，有效解决特殊地质条件下的建筑问题。

锤击管桩桩土相互作用研究锤击管桩桩土相互作用研究引言锤击管桩是一种常见的桩基施工方法，在土木工程领域被广泛应用。

研究锤击管桩桩土相互作用对于提高桩基施工效率、保证工程质量具有重要意义。

本文旨在探讨锤击管桩桩土相互作用，并分析其对工程稳定性和建筑结构性能的影响。

一、锤击管桩的工作原理锤击管桩是一种采用冲击力将钢管桩沉入地下的施工方法。

其工作原理基于以下几个方面：1. 冲击力传递：冲击锤通过类似于锤击钉子的方式，将冲击力传递给钢管桩，使其向下穿透土层。

2. 破碎土壤：冲击力的传递能够破碎土壤颗粒，降低土壤的内摩擦角，使得钢管桩更容易穿透。

3. 静压力：冲击锤落下时，会产生静压力使土壤紧密围压钢管桩，并形成一个较为密实的挖孔。

二、桩土相互作用研究方法为了研究锤击管桩桩土相互作用，学者们采用了多种方法，包括现场测试、试验模型和数值模拟等。

这些方法的结合使用，可以更全面地了解锤击管桩的工作机理和桩土相互作用。

1. 现场测试：通过在实际工程现场进行观测和测试，可以获取真实的工程数据。

例如，利用应变仪、位移计等监测设备，记录锤击过程中桩身的变形和土体的应力变化，以分析桩土相互作用的特征。

2. 试验模型：为了更好地观察桩土相互作用过程，研究者会设计试验模型进行实验研究。

这些模型通常由小型桩体和土壤模拟材料构成，通过模拟锤击过程，观察桩身形变、土体响应等。

3. 数值模拟：采用计算机辅助设计软件，进行数值模拟是一种较为常见的研究方法。

通过建立桩土相互作用的计算模型，模拟锤击过程和土体响应，可对不同参数的影响进行分析，预测和优化设计。

三、桩土相互作用对工程稳定性的影响桩土相互作用对工程的稳定性具有重要影响，包括以下几个方面：1. 桩长度：在桩基施工过程中，土体的空间外摩擦力将钢管桩围压，增加了桩的承载力。

桩土相互作用研究能够帮助确定合适的桩长度，保证工程的稳定性和强度。

2. 桩内土体变形：冲击锤击打桩身时，土体受到变形和应力的影响。

桩土共同作用研究综述摘要：现如今桩基础在高层建筑、桥梁及港口工程中应用十分广泛。

通过桩土共同作用理论的分析，探究如何充分发挥出地基土的承载能力，从而实现桩土相互作用以达到提高桩基础的经济性、安全性、耐久性是一个十分有意义的课题。

本文对近年来国内外桩土共同作用理论研究的发展进行了归纳总结。

关键词：桩基础；桩土共同作用；地基承载力；研究现状引言桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小，便于机械化施工等优点，所以与其他深基础相比，桩基础的应用最为广泛。

而在传统桩基础设计中通常只考虑桩来承担上部传来的所有荷载，而地基土的承载力不能得到发挥造成了较大的浪费。

在竖向荷载作用下，桩体发生弹性压缩变形，桩与桩侧土体产生相对位移形成向上的桩侧摩阻力，另一部分荷载通过桩身传至桩底使桩底土层产生压缩变形，桩端土对桩体产生桩端阻力，地基土在保证地基稳定性中起到了至关重要的作用，所以说，土与桩体之间的相互作用关系是研究桩基承载力设计时极为重要的一个环节。

国内外研究现状1988年，杨克己[1]等人通过模型试验研究提出桩间土在受荷过程中有迟后作用，若要使桩间土能够承担上部传来的荷载需满足的条件有：基础下的土体不产生自重固结沉降、湿陷等情况造成基础脱空；基础的荷载需大于其极限荷载，桩距需大于3.5桩径或边长，入土深度需大于1.5倍基础宽度；桩尖土的刺入变形大于桩间土的压缩变形。

1991年，杨军[2]等人通过自编的有限元软件FHDJ程序，对水泥粉煤灰碎石桩复合地基受荷进行分析，提出在基础与桩之间铺设褥垫层能够有效协调桩土之间的变形，为桩土共同作用提供了保证。

1991年，Y.K.Chow[3]采用线性弹性模型，考虑各桩周围土体的杨氏模量的径向变化，对荷载作用下群桩的沉降进行了分析。

并通粘土群桩现场试验实例的分析，论证了土的弱化区对桩-土相互作用的影响。

1995年，宰金珉[4]提出影响桩土荷载分担的主要因素有桩距、名义单桩平均荷载等。

桩土相互作用研究综述桩土相互作用是土木工程中一个重要的研究领域。

桩土相互作用的研究对于正确设计和建造桩基础具有重要的意义。

本文将综述桩土相互作用的研究进展，以及目前存在的问题和挑战。

一、桩土相互作用的概念和机理桩土相互作用是指桩与周围土体之间相互传递应力和变形的过程。

在桩基础设计中，了解桩土相互作用的机理对于准确预测桩的承载力和变形具有重要意义。

桩土相互作用的机理主要包括以下几个方面：1. 桩的承载机制：桩在土体中的承载主要有摩擦桩和端承桩两种机制。

摩擦桩主要通过桩身与土体之间的摩擦力来承担荷载，而端承桩则主要通过桩底的抗压强度来承担荷载。

2. 桩侧阻力的形成：桩侧阻力是指土体对桩身的摩擦力和侧向抗力。

桩侧阻力的形成与土体的固结、摩擦力以及桩身的形状和材料有关。

3. 桩的变形规律：桩在受到荷载作用时会发生一定的变形，包括沉降、弯曲、扭转等。

桩的变形规律与土体的性质、桩的刚度以及桩身的形状等因素密切相关。

二、桩土相互作用的研究方法桩土相互作用的研究方法主要包括实验方法、数值模拟方法和理论分析方法。

1. 实验方法：通过在实验室或现场建立模型，加以荷载并观测其变形和破坏形态，来研究桩土相互作用的规律。

实验方法可以直观地模拟实际情况，但成本较高且受到尺寸效应和边界效应的影响。

2. 数值模拟方法：利用有限元、边界元等数值方法，将桩和土体建模，并通过计算机模拟桩土相互作用的过程。

数值模拟方法可以对复杂的桩土相互作用进行较为准确的分析，但需要依赖于土体的本构模型和桩土界面的模型。

3. 理论分析方法：通过分析桩和土体之间的力学关系，推导出相应的理论公式或解析解，来研究桩土相互作用的规律。

理论分析方法可以快速得到一些近似解或推测结果，但需要对土体和桩的力学特性做出一定的假设。

三、桩土相互作用的研究进展桩土相互作用的研究已经取得了许多重要的成果。

在摩擦桩的研究方面，人们通过实验和理论分析，得出了一系列的计算公式和设计方法，可以较为准确地预测桩的承载力和变形。

第21卷第3期水利水电科技进展2001年6月作者简介:施景裕(1932—),男,浙江宁波人,工程师,从事水利工程设计工作.桩基与土共同受力的设计理论在龙山闸的应用施景裕,王　飞(宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波　315000)摘要:在多年试验研究和观察成果的基础上,对摩擦型桩基提出了考虑承台土反力分担荷载的设计计算方法,用此方法对浙江省慈溪市龙山闸的桩基进行设计.结果表明:地基土可以承担上部荷载的16.7%,可节省桩材约35%,取得良好的经济效果.同时由于地基土承担了一部分上部荷载,使土与底板接触更加密实,防止土体脱空引起渗透.关键词:桩基;共同受力;荷载;水闸中图分类号:T U753.3 文献标识码:B 文章编号:1006Ο7647(2001)03Ο0054Ο02 在水闸桩基设计中,过去一直把上部荷载全部作用于桩基来设计,不仅增加了桩的工程量,而且易造成水闸桩基与底板脱空时引起的渗透.而实际情况是桩与地基土共同承担上部荷载(大部分作用于桩基,而小部分作用于地基),地基土承担的比例随桩距、桩长、承台宽度、桩的排列而变化,约为全体上部荷载的10%～20%,可通过计算求得.1　桩基竖向承载力设计值对于桩数大于3根的摩擦桩基,应考虑桩群、土、承台的相互作用效应.由于桩的受力主要分侧阻和端阻两个部分,故侧阻力极限值化为设计值时,必须乘以侧阻群桩效应系数ηs ,同时除以抗力分项系数y s (相当于过去的安全系数k );端阻力极限值化为设计值时,亦需乘以ηp /y p ;对于承台底土必须按地基土的物理力学特性,计算地基的q ck ,则地基土总受力为q ck A c ,化作单桩受力为q ck A c /n ,最后可求得平均每根桩的竖向承载力设计值为R =ηs Q sk /y s +ηp Q pk /y p +ηc Q ck /y c(1)Q ck =q ck A c /n(2)式中:ηs ,ηp ,ηc 分别为桩侧阻、桩端阻、承台底土阻力的群桩效应系数,可从文献[1]中查得;Q sk ,Q pk 分别为单桩极限侧阻力和极限端阻力标准值,此两值如无实测资料,可从文献[1]中查得;A c 为承台底地基土净面积(即扣去群桩后的面积);n 为桩数;q ck 为承台底深度为1/2宽度范围(≤5m )内地基土极限阻力标准值,关于q ck 的计算见文献[2].根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,其复合桩基的竖向承载力设计值为R =ηsp Q uk /y sp +ηc Q ck /y c(3)式中:ηsp 为桩侧阻、端阻综合群桩效应系数;Q uk 为单桩竖向极限承载力;y sp 为综合分项系数.当承台底面以下存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土或土体隆起时,可不考虑承台效应,即取ηc =0,ηc 值的计算如下:ηc =ηi c (A i c /A c )+ηe c (A ec /A c )(4)式中:A ic ,A e c 分别为承台内区、外区的净面积(见图1),A c =A i c +A e c ;ηi c ,ηe c 分别为承台内、外区土阻力群桩效应系数,取值见文献[1],当承台下存在高压缩性软土时,ηic 按B e /L ≤0.2取值(L 为桩的入土长度).图1　承台内区和外区面积示意图2　桩的布置及桩长、根数的确定在软土地基中打桩,要求把桩打入持力层中,一般可进入持力层中1.0m ,因此可根据地质资料中土的分层来确定桩的最小长度,根据这一长度就可大致确定桩的极限承载力,并确定查表所需的其他数・45・据,如承台宽B e 、土分类等.对于桩距S a 需事先假定,一般S a /d (桩径)必须大于3,故可先假定S a /d =3.根据已有的各种数据,可求出单桩承载力.则当承台为轴心受压时,桩数可由下式确定:n =(F +G )/R(5)式中:F 为承台顶面的竖向力设计值;G 为承台自重设计值.当承台为偏心受压时,则n =1.2(F +G )/R.桩数确定后,即可在闸墩下布桩.桩与桩的中心距S a ≥3d ,如S a <3d ,则表明桩过密,必须增加桩长,提高R 值,才能使S a >3d ,这需要多次验算,才能达到.如S a /d 与假设的不合,则需改变以往假定,重复以上计算,直至根据计算n 值求得的S a /d ,与假定值相符合,一般需试算两次,才能满足要求.3　桩基验算桩基竖向承载力验算可按文献[3]中的公式进行验算.桩基水平承载力验算和桩基沉降验算可按一般常规方法进行.4　工程实例以浙江省慈溪龙山闸为例,用上述方法计算其受力情况及桩土分担比例.桩基底板下第一层土为淤泥质粘土,厚1.3m ,极限侧阻T P 1=10kPa ,底板下第二层为粉质粘土,T P 2=32kPa ,设计桩径d =0.8m .周长u =2.51m .断面面积0.5026m 2,极限端阻δR =900kPa ,土的弹性模量E s =10MPa ,上部荷载=19429kN ,桩数n =25根.底板尺寸及桩基布置见图2.计算结果如下:a.当假定桩长为10m ,桩所承受的力为16182.4kN ,土所承受的力为3246.6kN ,土分担的比例为16.71%.图2　桩基布置(单位:m )b.边桩最大受力为720.0kN ,小于允许承载力(902.28kN ),属安全.c.地基土的最大压应力为12.58kPa ,小于地基土的允许承载力(25kPa ),属安全.d.与以往全部荷载由桩基承担进行比较:若全部由桩承担,则桩长为15.49m ,桩数25根;现在由桩和地基共同承担,桩长为10m ,桩数为25根;故目前桩材仅为过去的64.55%,即可节省桩材35.45%.5　结　语采用文献[1]中的计算方法计算慈溪龙山闸的桩基和地基土的受力,可以得出地基土承受总荷载的比例为16.7%,这与目前大量桩基试验资料———地基土承受总荷载的比例约在10%～20%之间的规律相符合,因而此法不仅在技术上较先进、合理,且在经济上能节约大量桩材,节省桩材30%～40%.此外,由于考虑了地基反力,使土与底板能紧密结合,因而能有效防止底板脱空引起的渗漏.本文曾得到石湘淼教授级高级工程师的帮助,特此致谢.参考文献:[1]史佩栋.实用桩基工程手册[Z].北京:中国建筑工业出版社,1999.[2]张世儒.水闸[M].北京:水利出版社,1980.[3]J G J94Ο94,建筑桩基技术规范[S].(收稿日期:1999Ο11Ο09　编辑:张志琴)(上接第45页)国水法》履行好水行政部门的职责.此外,应主动加强与地方航道管理部门的协调,在确保北江大堤安全的前提下,科学合理地实施航道整治工程措施.3.2　加大科学试验研究力度北江大堤的加固整治工作,经过1949年后几十年的探索积累,已总结出一套比较适合北江大堤的防治措施,取得了成效.但对险工险段的治理工作仍相对滞后.应加快险工险段防治的科学研究工作,针对地质、水文等具体条件,进行河工模型、数学模型等模拟工程试验,寻找最佳治理方案.3.3　提高工程自动监测水平尽快引进或培养高层次的专业人员,配备先进的观测设施,经过积极探索和实践,尽快建立起适用于北江大堤的现代化防汛信息系统及安全监测自动化系统,充分发挥安全监测的前期预警性.但要使这个预警起作用,仍需加大力度、加快对堤围险工险段的科学整治,并从预防治理这个角度制订积极的应对措施.(收稿日期:2001Ο01Ο20　编辑:熊文斌)・55・。

第 2章 桩—土理论与试验研究进展桩是深入土层的柱形构件，其作用是将上部结构的荷载，通过较弱地层或水传递到深部 较坚硬的压缩性小的土层或岩层。

从历史发展来看，桩是一种比较古老的基础形式，也是迄今 应用最为广泛的建筑物基础或支护构件，属于深基础的一种。

桩基础因其具有承载力高、可靠 性大、适用范围广等优点在我国桥梁基础中被普遍采用。

桥梁桩基主要承受轴向荷载，有时由 于水流、土体侧向滑移、风载、船舶撞击及车辆制动力等因素也可能承受部分横轴向荷载，对 于海洋环境下桥梁桩基，由于桥梁受到复杂、恶劣的海洋环境荷载作用显著，其所受环境荷载 作用及相应荷载变异都很大， 且由于考虑到海深及通航净空， 海上桥梁基础的悬空高度往往大 于常规桥梁，使得水平荷载引起的弯矩值更大。

导致其不同于以车载为控制荷载的常规桥梁， 而是以风浪流的水平组合荷载为控制荷载。

2.1 理论研究进展“在土力学研究中已经把相互作用的研究提到了重要地位，它是系统论思想的体现。

”－ 谢定义（1997）。

轴向荷载作用下桩土共同作用理论研究一直是桩基研究的主流，相对比较成 熟，到目前为止，主要研究方法集中在以下几个方面。

1．荷载传递分析法最早由 Seed 和 Reese （1957）提出，澳大利亚著名学者 Poulos 和 Davis （1980）在其经典 著作中对此作了进一步阐述，其基本思路是把桩离散成许多弹性单元，每一单元（包括桩端） 与土体之间用非线性弹簧模拟桩－土间荷载传递关系， 桩侧摩阻力与剪切位移的关系用非线性 弹簧的应力－应变关系来定义，这一传递关系称为传递函数。

这类方法的关键在于传递函数 (): z s t 的确定。

传递函数的主要形式有指数关系函数 （Kezdi ，1957），线弹性全塑性关系函数（佐藤悟，1965），以Duncan 和 Chang （1970）双曲 线模式来表示的非线性函数（Kraft ，1981及何思明，1999），Heydinger 和 O’Neill 初始切线斜 率函数方法（1987）以及应用实测的传递函数方法（Seed 和 Reese ，1955 及张展弢，2003）。

桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定桩基地基相互作用在工程领域中是一个非常重要的研究方向。

如何分析桩土相互作用，确定土弹簧的刚度，已经成为研究者们长期以来的研究方向。

本文将着重介绍桩土相互作用模型的分析以及土弹簧刚度的确定方法。

一、桩土相互作用模型分析桩土相互作用的分析是一个很复杂的问题，需要考虑很多因素，例如桩的形状、尺寸、材质、荷载作用方式以及土体的本构模型等等。

因此，建立一个合适的桩土相互作用模型是非常重要的。

常用的桩土相互作用模型主要包括刚性桩模型、柔性桩模型、弹性桩-地基模型和弹塑性桩-地基模型等。

具体模型的选择应根据实际工程情况进行合理选择。

在选择模型的同时，还需要考虑模型的精度和适用范围。

1. 刚性桩模型刚性桩模型是一种假设桩完全刚性的模型，桩与土体之间不存在变形，荷载沿着桩轴线方向传递。

该模型的应用比较广泛，特别是在短桩和单桩承载力计算中。

但是，刚性桩模型忽略了桩与土体之间的变形，因此在一些长桩、柔性桩及复杂荷载情况下，其结果可能需要进行修正。

2. 柔性桩模型柔性桩模型是一种假设桩的刚度较小，桩与土体间存在较大变形的模型。

因此，在该模型中，桩遭受荷载后，桩柄会发生变形，从而引起桩端和土体的变形。

这种模型适用于长桩或软土等复杂工程情况的分析。

但是，柔性桩模型的计算较为复杂，同时模型误差也较大。

3. 弹性桩-地基模型弹性桩-地基模型是一种假设桩和土体都是均质的弹性体的模型。

该模型假设桩和土体在弹性阶段的反应服从弹性理论，可以较好地反映桩与土体之间的相互作用关系。

其应用比较广泛，适用于一些较小荷载的工程应用。

4. 弹塑性桩-地基模型弹塑性桩-地基模型是一种新的桩土相互作用模型，既考虑了弹性行为，也考虑了土体的塑性行为。

该模型能够比较准确地反映桩与土体之间的相互作用关系。

其应用范围广泛，特别适用于长桩和承载力较大的复杂应力场中的计算分析。

二、土弹簧的刚度确定在桩土相互作用中，土弹簧承担着承载荷载的重要作用。

桩基础的发展与实际运用本研究从桩基础的理论内容出发，进一步结合实例说明了桩基础在实际工程中的运用，理论与实践相结合的深度研究以期为相关行业提供借鉴指导作用。

标签：桩基础;实际;工程;运用1 桩基础的发展随着社会经济的高速发展，对工程设计的要求也越来越高，其中也包括了桩基础。

在桩基础的实际施工过程中，需對现场地形地质进行细致勘查，观察是否存在地基变形情况，并对地基承载力进行严格计算，从而保障建筑满足抗震特性及承载力需求。

桩基设计根据实际情况和相关经验，不断创新和发展，也有了一定的成果。

以岩溶地区岩面桩为例，喀斯特（岩溶）地貌是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，因为喀斯特地区岩溶裂隙的发育情况的具有很大的不确定性，洞顶承载力与稳定性不能精准确定都会使基础工程存在着诸多的安全隐患，因此，桩面基便是最佳的选择。

岩面桩通常直径为ф350～ф500，单桩承载力为300～500kN，可充分利用并发挥洞穴裂缝顶板的承载力和稳定性，而且施工期短，工程造价只为一般嵌岩桩的一半左右。

1986年以后，我国开始在喀斯特地区广泛使用岩面桩，此后，建筑物裂缝及倒塌的情况的降低了许多。

2 桩基础的施工过程2.1钻孔定位施工过程中采用联测，复测方法以控制桩位。

测量给定孔位中心点后，钉一中心木桩，在木桩顶钉一铁钉确定孔位中心点，再按“十字线”法向四周返出四个点钉“骑马桩”，并记录与中心点的距离。

2.2埋设护筒护筒一般采用钢护筒，也有部分采用钢筋混凝土结构的，作用有：定位;保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内;保持泥浆水位（压力），防止坍孔;桩顶标高控制依据之一; 防止钻孔过程中的沉渣回流2.3钻机就位钻机就位要求平、稳、对、正等，铅锤吊对位、水平尺操平，钻机基础稳固。

冲击钻就位应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，钻机就位后，进行孔位复测，复测完毕合格后方可进行施工。

2.4放钢筋笼当钢筋笼过长时可进行分段吊装，需要焊接时，可先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，而后放下。