复合锚固桩承载特性与工程应用

复合锚固桩是在复合锚杆技术和分段锚固技术基础上衍生而来的新型微型桩，将现代锚固理论与微型桩理论相结合，兼具两者优点，不但拥有微型桩的特性，而且克服了普通微型桩在承载特性上的缺陷，能够取得更好的加固效果。

《复合锚固桩承载特性与工程应用》阐述了复合锚固桩的概念与应用。本书基于数值积分原理提出了“一致剪切刚度矩阵”的概念，对复合锚固桩与普通微型桩进行了对比计算，证明了在相同情况下分散式加载可明显减少桩的沉降，由于剪应力沿桩身分布均匀，可充分发挥整个桩长范围内的承载力;对荷载传递函数进行了修正，将其应用到群桩分析中，建立了考虑加筋效应的群桩相互作用模型，分析结果表明分散加载的方式能够有效降低相互作用系数;研究了复合锚固桩在边坡工程中的应用问题，分析了单桩的受力情况、分段锚固的锚固力增强和桩间土拱的微观机制，确定了在边坡工程中复合锚固桩抗滑力的来源及其发挥机制和影响因素，明确了复合锚固桩在实际工程中的承载机理。 本书可供从事基础加固和边坡防护等项目的工程技术人员在类似工程项目中的设计和施工工作中参考，也可供土木工程、城市地下空间工程等专业学生学习参考。

姜春林，山东交通学院，主要研究领域为岩土工程防灾减灾。从事本科生专业课的教学工作多年，主要讲述课程为《岩体力学》、《基础工程》、《工程地质》等专业必修课。 参与“湿陷性黄土地基桥梁群桩负摩阻力效应及有效承载力研究”（国家自然基金项目）、“复杂地质条件下桥梁桩基承载性状研究”等科研课题，对于桩基有较深入的研究。

   第1章 绪论

1.1 复合锚固桩  3

1.2 单桩承载力计算方法  3

1.3 群桩承载力确定方法  7

1.3.1 经验公式法  7

1.3.2 理论分析法  8

1.4 桩-土相互作用的数值方法  9

1.5 微型桩研究现状  10

参考文献  12




第2章 单桩承载理论

2.1 基于一致剪切刚度单桩沉降分析的矩阵位移法  17

2.1.1 桩的位移方程  17

2.1.2 一致剪切刚度矩阵和集中剪切刚度矩阵  20

2.2 基于修正传递函数单桩沉降的广义弹性理论法  25

2.2.1 传递函数修正  25

2.2.2 桩-土界面单元  26

参考文献  34




第3章 复合锚固桩承载特性

3.1 复合锚固桩的特点  37

3.2 复合锚固桩的受力分析  39

3.3 复合锚固桩的内力  40




第4章 复合锚固桩单桩极限承载力

4.1 有限元模型  47

4.1.1 土本构模型的选择  47

4.1.2 桩-土界面的模拟  49

4.2 模型组成及各参数的取值  51

4.3 初始地应力的处理  52

4.4 单桩承载力模拟分析  53

4.4.1 桩长对复合锚固桩承载力的影响  53

4.4.2 桩径对复合锚固桩承载力的影响  54

4.4.3 复合锚固桩极限承载力的估算  55

4.5 单桩屈曲稳定性分析  58

4.5.1 修正弧长法  58

4.5.2 桩身轴线倾斜对稳定性的影响  62

4.6 复合锚固桩倾斜角度与水平承载力  64

4.6.1 计算模型  65

4.6.2 模拟分析  66

参考文献  70




第5章 复合锚固桩群桩特性

5.1 考虑加筋效应的群桩非线性分析方法  73

5.2 竖向荷载作用下复合锚固桩的群桩分析  77

参考文献  82




第6章 复合锚固桩边坡加固应用研究

6.1 复合锚固桩边坡加固机理  86

6.1.1 桩体对土的强化作用  86

6.1.2 注浆改性加强  87

6.1.3 桩-土复合体系  88

6.2 复合锚固桩抗滑结构的受力分析  89

6.2.1 复合锚固桩的受力分析  89

6.2.2 整体抗滑结构的受力分析  94

6.2.3 分段锚固的锚固力强化效应  97

6.3 桩间土拱效应  101

6.3.1 土拱效应平面简化分析  103

6.3.2 土拱效应的三维分析  108

6.4 复合锚固桩抗滑结构稳定性分析  118

6.4.1 单根桩体的稳定性验算  118

6.4.2 滑面下锚固段稳定性计算  121

6.4.3 考虑土拱效应的桩间距计算  122

6.4.4 整体结构的稳定性分析  126

6.4.5 实例计算验证  128

参考文献  132




第7章 复合锚固桩工程应用实例

7.1 洛三高速王庄大桥基坑加固工程  135

7.1.1 工程概况  135

7.1.2 加固方案  135

7.1.3 施工流程及加固效果检验  137

7.2 国贸桥桩地铁开挖支护项目  139

7.2.1 工程概况  139

7.2.2 设计方案  140

7.3 新立矿区副井井塔加固项目  143

7.3.1 项目概况  143

7.3.2 工程地质条件  145

7.3.3 施工方案  147

7.4 仁义复活古滑坡治理项目  149

7.4.1 工程概况  149

7.4.2 施工方案  151

7.5 其他工程应用实例  152




附录

附录A 基于Mindlin 解的桩的沉降分析  155

附录B 一致剪切矩阵部分源代码  159