采动区钢筋混凝土灌注桩受力特性分析及抗变形技术

田迎斌^1,2,3，李学良^3,4

1. 中煤科工集团唐山研究院有限公司矿山测量研究所2. 天地(唐山)矿业科技有限公司4. 煤炭科学研究总院

摘 要：在我国矿业城市采煤塌陷区搞建筑开发越来越普遍,随着建筑层数和荷载的增加,建筑物采用的基础型式也由浅基础逐渐过渡到深基础,钢筋混凝土钻孔灌注桩也为深基础的一种形式,为解决采动区内建筑物钢筋混凝土钻孔灌注桩在地基土体水平变形作用下的配筋设计问题,分析了在常规水平荷载和地基土体水平变形作用下桩身的受力、变形和工作特性,推导了柔性桩在水平力作用下的挠曲微分方程,并将地基土体位移代入挠曲微分方程求解位移,将地基土体位移转化为等效的桩顶水平集中力,然后将其与常规水平力相叠加作为在受采动影响下的桩顶的荷载作用效应。在确定桩顶水平力作用效应时,承台底部的总水平力和弯矩按照平均分配的方式将水平力传递到基桩顶部,以求得的桩身最大弯矩按受弯构件进行桩身受弯承载力计算,以桩身最大剪力按受剪构件进行桩身受剪承载力计算。计算结果分析表明:基桩的纵筋直径由16 mm增加到18 mm,配筋量增加约26%,箍筋直径由8 mm增加到10 mm,配筋量增加约56%,可增加纵筋和箍筋的配筋量,以提高基桩抗变形能力;同时,在承台底部设置滑动层可以有效减少地基土体传递给承台及上部结构的摩擦力,减少了承台及上部结构的附加应力,从而间接提高了建筑物的整体抗变形能力。

关键词：采动区;灌注桩;微分方程;水平变形;抗变形;