堆載條件下軟弱土地基基樁負(fù)摩阻力分布特性研究.pdf

1、近年來，隨著高速鐵路、高速公路高聳建筑物的迅速發(fā)展，樁基礎(chǔ)由于其承載力高、沉降小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在工程中得到了廣泛地應(yīng)用。而在實(shí)際工程中，一些特殊條件下出現(xiàn)的基樁負(fù)摩阻力會大大影響基樁的承載特性，如樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土等，或者樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地面承受局部較大的長期荷載等。負(fù)摩阻力可能發(fā)生在施工過程、上部結(jié)構(gòu)使用前或使用過程中。對于端承樁，負(fù)摩阻力有可能造成樁身強(qiáng)度破壞或樁端持力層破壞；對于摩擦樁，負(fù)摩

2、阻力會引起附加下沉，使上部結(jié)構(gòu)沉降加大或產(chǎn)生不均勻沉降。在軟弱土層中不同工況的加荷順序在大面積堆載條件下對基樁的影響尤為顯著，也十分有必要作進(jìn)一步地研究。因此，本文采用室內(nèi)模型試驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬的方法，對大面積堆載條件下（考慮不同工況的加荷順序）基樁負(fù)摩阻力的分布特性及中性點(diǎn)位置的分布進(jìn)行了較為系統(tǒng)的討論和分析。
　?。?）首先總結(jié)了基樁負(fù)摩阻力的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，概括了基樁負(fù)摩阻力在理論研究、現(xiàn)場試驗(yàn)、室內(nèi)模型試驗(yàn)以及數(shù)值模擬等

3、方面的研究成果；在綜述基樁負(fù)摩阻力的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了基樁負(fù)摩阻力的理論計(jì)算方法，介紹了中性點(diǎn)位置的確定辦法以及下拉荷載的計(jì)算方法等，提出了本文的主要研究內(nèi)容。
　?。?）設(shè)計(jì)了室內(nèi)模型試驗(yàn)方案，采用長為80cm、外徑為3cm、內(nèi)徑為2.6cm的鋁管模擬模型樁。通過一系列土工試驗(yàn)確定了地基土的基本力學(xué)參數(shù)，考慮了兩種地基填土含水率（20％和25%）、兩種下臥層（粉質(zhì)粘土和粗砂）以及三種加荷方式（僅堆載、先堆載后樁載和先樁載后堆載再

4、樁載），將試驗(yàn)工況分為12組，分別對基樁樁周土分層沉降、樁體沉降，中性點(diǎn)位置，樁身軸力、下拉荷載及樁側(cè)摩阻力等分布的變化規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　（3）通過模型試驗(yàn)可得：僅堆載作用下的基樁負(fù)摩阻力最大，中性點(diǎn)位置分布最深，先堆載后樁載作用下的負(fù)摩阻力最小；當(dāng)含水率相同時，粗砂下臥層的樁側(cè)負(fù)摩阻力區(qū)較大，中性點(diǎn)位置分布較深；當(dāng)下臥層相同時，25%含水率的中性點(diǎn)位置稍深。通過對比分析樁-土相對位移和峰值軸力位置分別確定的中性點(diǎn)位置，本

5、文提出了中性點(diǎn)位置的取值范圍，粉質(zhì)粘土下臥層時為0.51-0.60 l，粗砂下臥層時為0.60-0.74 l。
　?。?）基于Midas/GTS有限元軟件，依托某實(shí)際橋梁工程運(yùn)營過程中地面堆載的情況，首先確定了單樁極限抗壓承載力。然后對三種加載方式（僅堆載、先堆載后樁載和先樁載后堆載再樁載）下的基樁樁體沉降、中性點(diǎn)位置、樁身軸力、樁側(cè)摩阻力等方面的變化規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算分析。數(shù)值分析結(jié)果得出：僅堆載作用下的中性點(diǎn)位置在0.53-0.6