不同变刚度构造桩头增强措施水平承载特性研究

摘要

【目的】为解决刚性连接桩承台与桩头节点处较容易破坏的问题。在土工箱内开展单桩模型试验，研究桩头与承台连接处设置加强环、“桩伴侣”以及连接墙前后的抗震性能。【方法】在此基础上以实际输电线路基础工程2×2低承台PHC弹性中长群桩为背景，进一步阐述上述变刚度构造增强机理，并通过有限元方法研究上述群桩形式下桩头设置变刚度构造前后水平承载特性。【结果】结果表明：桩头外部设置变刚度构造通过扩大桩头截面和提高桩头抗弯刚度、大幅减小桩顶负弯矩来提高桩顶抗震与水平承载性能。在水平荷载施加至1.6H_u（3 200 kN）时，桩头外部设置变刚度构造能提高桩顶水平承载力27.50%～29.92%。同时增大桩周土体的工作范围，使地基土的水平变形减小22.1%～26.53%。圆形套筒和连接墙可以在任何土质情况下发挥作用，实际工程需综合考虑变刚度构造高、厚径比限值，避免建筑材料浪费。

关键词

变刚度 / PHC管桩 / 弹性中长桩 / 有限元分析 / 桩头外部增强