基于原型樁基的鋼管樁壓-彎-剪荷載下受力特性的分析研究.pdf

1、超長(zhǎng)大直徑鋼管樁由于單樁承載力較高、抗彎能力良好、沉樁工藝簡(jiǎn)單、對(duì)土體擾動(dòng)小而越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于跨海大橋的樁基礎(chǔ)中。鋼管樁由鋼管和內(nèi)填的核心鋼筋混凝土組成，其基本原理是利用鋼管對(duì)核心混凝土產(chǎn)生的套箍約束作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和壓縮變形能力，同時(shí)鋼管也具有較強(qiáng)的承載力，二者結(jié)合得到的鋼管樁具有較強(qiáng)的剛度。然而關(guān)于大直徑鋼管樁的研究仍十分不足，尤其是考慮承臺(tái)、群樁效應(yīng)及土體等因素的影響下鋼管樁

2、在壓-彎-剪荷載作用下的受力特性基本沒(méi)有研究資料。
　　 針對(duì)這一現(xiàn)狀，本文依托港珠澳跨海大橋樁基礎(chǔ)工程，結(jié)合局部樁基模型試驗(yàn)、原型樁基數(shù)值模擬分析及理論計(jì)算等方法對(duì)比分析在壓-彎-剪荷載作用下樁基原型中鋼管樁的受力性能，得到以下結(jié)論:
　　 (1)鋼管樁豎向變形隨著軸力增加而線性增大;水平位移隨著剪力和彎矩的增大而呈線性增大，并且樁頂水平位移最大、樁端水平位移最小;原型樁基中6根鋼管樁豎向變形和水平變形一致，但中樁受力

3、約為角樁的1.3倍;
　　 (2)軸線1處上端縱向壓應(yīng)變隨工作荷載增加而增大、下端縱向壓應(yīng)變隨工作荷載增加而減小，軸線3處上端縱向壓應(yīng)變隨工作荷載增加而減小、下端縱向壓應(yīng)變隨工作荷載增加而增大，軸線2處壓應(yīng)變沿樁身分布均勻、隨工作荷載增加略微減小;總體上中樁縱向應(yīng)變比角樁大約9％;
　　 (3)本文中的壓-彎-剪荷載作用下鋼管應(yīng)變大于核心混凝土，不符合平截面變形情況;
　　 (4)鋼管與核心混凝土應(yīng)力比沿樁身均勻

4、分布，應(yīng)力比大小約為6左右，則鋼管樁中鋼管和核心混凝土的豎向荷載分擔(dān)比約為1∶3;
　　 (5)由于原型樁基是端承式樁基礎(chǔ)，中樁與角樁的側(cè)摩阻力分布及大小基本相同;而中樁端阻力大于角樁、第一排樁端阻力大于第二排樁;
　　 (6)局部樁基模型試驗(yàn)中單根鋼管樁和原型樁基數(shù)值模擬中的中樁和角樁在壓-彎-剪荷載作用下的豎向變形、水平變形及各軸線、各截面的縱向應(yīng)變分布規(guī)律均一致，但相同條件下原型樁基中鋼管樁的豎向變形、水平變形和縱