大直径扩底桩竖向端承力解析解与试验分析

摘要

为解决目前大直径扩底桩竖向端承力计算方法所存在的不足，我们将球孔扩张理论应用于扩底桩端承力的计算，建立了扩底桩的球孔扩张理论计算模型。考虑扩底桩桩端外边缘处力矩平衡以及对称性，我们将极限球孔扩张压力、桩端底部中心以下主动土压力以及扩底桩端承力建立关系，推导出扩底桩端承力的解析解，求得了粘性土和无粘性土中扩底桩端承力的表达式。通过原型扩底桩试验对该解答进行了验证，并分析了影响扩底桩端承力的主要因素：土的粘聚力、内摩擦角、杨氏模量和泊松比以及扩底桩的扩底半径和入土深度。试验结果表明本文解答精度满足工程要求。扩底桩扩大端半径对端承力的影响最为复杂，并不是一个简单的线性或者平方的关系。这也说明了常规的方法对扩底桩端承力进行折减只是经验的总结，物理意义不明确。