那些插上翅膀的基桩

桩基础,是常见的深基础结构形式,在建筑结构、桥梁工程和道路工程领域均有普遍应用。

桩基础通常由基桩和承台组成,根据受力形式,主要靠基桩侧壁摩擦力承受荷载的,称之为摩擦桩;主要靠基桩端部承受竖向力的,成为端承桩。

但就仅限于上述两种桩了么?显然不是。

端承桩的承载力强,但有个大问题,就是桩端部必须穿过软弱土层,“顶”到基岩上。如果软土层很厚,那岂不是要浪费许多材料,使用很长的基桩么?于是,美国人想出了一个办法,给钢桩插上“翅膀”,浇筑到混凝土柱中。对于钢桩而言,相当于由翅膀(以下改称“叶片”吧)和桩端共同承受竖向荷载,是端承桩的变体;对于外包混凝土而言,一方面可以看成是加粗了的摩擦桩,同时也可以把这么粗大的混凝土桩看成是地基加固的一种措施。具体结构见下二图所示:

 

 

只是这种以降低端承桩成本的新结构形式,在竖向荷载如何计算以及如何进行工程设计方面,还有一些不成熟的地方。

“翅膀”不止是水平方向的,也可以垂直于土层。

下面的这幅图,来自于一篇2012年8月份《岩土工程学报》上的文章《加鳍桩抗扭性能及在推扭受荷群桩中应用》作者为浙江大学孔令刚等。

 

 

这是为了解决桩抗扭,从而设计的“翼板”。

扭转基于一个前提,即“受水平偏心荷载作用,单桩或群桩中的基桩会承受一定的扭转荷载”,作者在文中提到:加鳍桩通过鳍片挤压土体,其抗扭刚度和承载力均有显著提高,在3.6°扭转角时扭转反力提高 4.7 倍;应用到群桩,则最大会降低群桩中基桩最大剪力和弯矩达30%和79%。

 

参考资料

    1. http://www.ece.kuciv.kyoto-u.ac.jp/homepage_en/study_intro_en/study_tamai_en.pdf
    2. http://118.145.16.223/Jwk_ytgcxb/EN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=14678

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说不定我这一生涓滴意念,侥幸汇成河,而且是一条大长河

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