73、开口桩打桩性能预测：平均模型与案例分析

开口桩打桩性能预测：平均模型与案例分析

在建筑施工中，桩基础是一种常见且关键的基础形式，尤其是开口桩在许多工程场景中得到广泛应用。然而，准确预测开口桩的承载能力和打桩性能一直是一个具有挑战性的问题，这主要是由于打桩过程中桩的复杂响应以及开口桩特有的土塞效应。本文将介绍一种基于Case模型的新平均模型，用于分析开口桩在动态和额外静态驱动力作用下的打桩性能。

1. 驱动 - 桩 - 土系统平均模型

1.1 驱动 - 桩 - 土系统概述

驱动 - 桩 - 土系统可以用一个简单的动力学模型（Case模型）来表示：
[R = F - ma]
其中，(F) 是驱动器作用在桩上的力，(m) 是质量，(a) 是运动质量的加速度，(R) 是土壤的总动态阻力。通常，(R) 是静态分量 (R_S) 和动态分量 (R_D) 之和，分别代表桩壁（表皮）和桩尖处桩 - 土相互作用的总摩擦和阻尼效应。对于开口桩，总阻力 (R) 可以表示为：
[R = R_S + R_D = R_{S_{s,e}} + R_{S_{s,i}} + R_{S_{t}} + R_{D_{s,e}} + R_{D_{s,i}} + R_{D_{t}}]
其中，(R_{S_{s,e}}) 和 (R_{S_{s,i}}) 是外部和内部表皮摩擦力，(R_{D_{s,e}}) 和 (R_{D_{s,i}}) 是外部和内部表皮阻尼。

由于冲击持续时间非常短，(R_S) 和 (R_D) 通常由桩入土深度 (z) 的函数估计，并且与时间无关。而 (F) 和 (a) 是时间的函数。为了克服这个障碍，Case模型提出用与时间无关的量来代替 (F) 和 (a)：
[R = \fr