桩身荷载传递规律

3.1　桩身荷载传递规律

（1）桩身荷载

通过对数值模拟的结果进行整理，可以得到路堤荷载搅拌桩的桩身荷载沿深度的分布曲线，下面以图4路中心钉形搅拌桩和常规搅拌桩的桩身荷载传递曲线进行对比分析。图4清楚表明，由于扩大头的存在，钉形搅拌桩上部的桩身荷载远大于常规搅拌桩，即桩体承担了更多的路堤荷载，这对于减小上部桩间土的附加应力，减小复合地基沉降和地表桩土差异沉降是非常有利的。在其他条件相同的情况下，地表钉形搅拌桩的桩体荷载分担比69％，常规搅拌桩为36％，钉形搅拌桩几乎为常规搅拌桩的2倍。在钉形搅拌桩变截面处有部分桩身荷载通过扩大头翼缘直接传入土中，即桩身荷载在变截面处发生“骤减”，这导致下部桩体的桩身荷载与常规搅拌桩相差不大。

图4　路堤荷载下搅拌桩桩身荷载传递曲线

（2）桩侧摩阻力

图5　路堤荷载下搅拌桩桩侧摩阻力分布曲线

对图4的桩身荷载传递曲线进行整理可以得到桩身侧摩阻力沿深度分布曲线，见图5，看出在地表以下3m深度内钉形搅拌桩和常规搅拌桩的桩侧摩阻力均为负，这是因为在路堤荷载作用下，由于桩体模量大于土体模量，上部桩体沉降小于桩间土沉降，桩土相对沉降为负造成的。从地表往下，桩土相对沉降逐渐减小，桩身的负侧摩阻力也逐渐减小，到3m深度左右转为正侧摩阻力。从图5可以明显看出钉形搅拌桩上部的负侧摩阻力小于常规搅拌桩，说明钉形搅拌桩复合地基上部的负桩土相对沉降较小，桩顶向路堤刺入量小。在翼缘下部较短的范围内为负的侧摩阻力，随后又会变为正的负摩阻力，相当于侧摩阻力曲线上出现了两个迅速变化的尖点，这是由于扩大头翼缘下部的土体受荷太多发生屈服引起的，类似承台下的桩土受荷特性。随后，下部桩体的侧摩阻力值很小，桩土协调变形较为协调，直到接近软土层与下卧层交界面，桩侧出现较大的正摩阻力，与常规搅拌桩较为接近。