混凝土开裂对桩性状的影响

下面用一个实例来说明混凝土开裂引起抗弯刚度降低对桩基性状的影响。假设一个直径0.373 m、长15.2 m的钻孔灌注桩,桩开裂前的抗弯刚度EI=80.0 MN-m2,场地由水下中密砂组成,内摩擦角为35°,浮容重为9.9 kN/m3,剪切模量Gs=11.2 MPa,泊松比为0.3。荷载作用在地面,即e=0。土体的极限抗力由式(3-3)和α0=0,n=1.7,Ng=0.45K2p确定,与砂土Reese LFP比较一致(图6-2(a))。并假设在侧向荷载Pt=400 kN时,桩由于混凝土开裂引起抗弯刚度降低至EpIp=8.0 MN·m2。采用程序GASLFP,分别由EI=80.0 MN·m2和EpIp=8.0 MN·m2计算得Pt=400 kN的桩基性状,如图6-2(b)—(f)所示。

由图6-2(b)—(f)可以发现：①抗弯刚度的变化对变形影响十分显著;②抗弯刚度的变化对弯矩,特别是对最大弯矩的大小和发生深度,影响很小;③抗弯刚度的变化对转角影响较大;④抗弯刚度的变化对剪力零点(最大弯矩发生深度处)以上的剪力分布影响很小;对剪力零点以下的剪力分布存在一定的影响;⑤塑性滑移深度xp随抗弯刚度的降低而增大。

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图6-2　开裂后抗弯刚度降低对桩性状的影响

因此,一般情况下,可忽略混凝土开裂对最大弯矩的影响。但在桩基变形分析中,必须考虑桩身抗弯刚度由于开裂引起的非线性特性。