[发明专利]一种h型桩荷载计算方法

说明书

本发明公开了一种h型桩荷载计算方法，包括以下步骤：1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；2)、2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H₁₂，0.2H₁₂为后桩的锚固面至横梁的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h₁，h₁为前桩的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度0.3h₁，h₁为前桩的受荷段高度。本发明所述计算方法直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种h型桩荷载计算方法。

背景技术

h型桩是排架桩进一步发展的成果，差别仅在于门型桩后桩横梁上部多增加了悬臂段，通常滑坡推力不变情况下，该悬臂段传递给下部结构的内力、位移是恒定不变的。

现有关于h型桩的研究主要集中于以下几个方面，包括抗滑作用机理、结构抗推性能、受荷段桩土作用、结构与桩间土参数敏感性分析、结构解析解计算理论、空间土拱效应等。

在受荷段桩土作用研究中，桩间土对前后桩作用力的大小和分布形状是研究的重中之重，就目前提出的就有三角形分布、正/倒梯形分布、矩形分布等几种结论，各学者结论多基于所研究的特定模型提出，缺乏较一致性的结论。

发明内容

本发明的目的在于提供一种h型桩荷载计算方法，本发明所述计算方法直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计。

本发明通过下述技术方案实现：

一种h型桩荷载计算方法，包括以下步骤：

1)、h型桩受力分解：将h型桩的荷载分解为后桩前侧土压力T21、前桩后侧土压力T22、前桩前侧土压力T3和后桩后侧土压力T1；

2)、将分解后的土压力单独进行分布形状分析：将土压力T21的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2H₁₂，0.2H₁₂为后桩的锚固面至横梁的高度，将土压力T22的分布形状简化为三角形和梯形分布，其中三角形分布高度0.2h₁，h₁为前桩的悬臂高度，将前桩前侧土压力T3的分布形状简化为三角形和矩形分布，其中三角形分布高度1/3h₁，h₁为前桩的受荷段高度；将后桩后侧土压力T1的分布形状简化为矩形分布或三角形分布。

在本领域中，前桩的悬臂高度与前桩的受荷段高度是同一个概念，如图5所示。

本发明所述计算方法具有可行性和普遍性，通过将h型桩的荷载进行受力分解，将各个受力部分的分布形状简化分析，直接提出了h型桩的荷载结构技术模型，可直接用于h型桩结构设计，有利于h型桩这一新型结构的推广应用，具有较好的经济社会效益。

进一步地，根据土压力T21的分布形状，得出后桩前侧抗力强度σ_hq(z)的数学表达式：

式中为库伦被动土压力系数；

α为桩体面壁的倾斜角度，桩身竖直α取0；β为桩后土体面的倾角度；δ为土体对桩壁的外摩擦角；γ为土体重度，为土体内摩擦角。

K₀为静止土压力系数，为土体的有效内摩擦角。

进一步地，根据土压力T22的分布形状，得出前桩后侧抗力强度σ_qh(z)的数学表达式：