擠擴(kuò)支盤樁力學(xué)特性的試驗(yàn)研究及理論分析.pdf

1、鉆孔擠擴(kuò)支盤樁是上世紀(jì)九十年代初發(fā)展起來的一種新型樁基礎(chǔ)，現(xiàn)已在我國許多省、區(qū)陸續(xù)推廣使用，由于其具有較高的承載力和較低的沉降量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前擠擴(kuò)支盤樁這項(xiàng)新技術(shù)盡管工程實(shí)踐效果明顯，但整體上仍處于技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用階段，理論上缺乏系統(tǒng)地研究，對其抗壓特性、抗拔特性及支盤的破壞機(jī)理等尚不十分清楚，也缺乏可靠實(shí)用的抗壓、抗拔承載力計(jì)算公式。因此，為了進(jìn)一步查明擠擴(kuò)支盤樁的工作機(jī)理、破壞模式和承載性能，為工程應(yīng)用提供

2、合理的設(shè)計(jì)依據(jù)，本文基于現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)、樁身應(yīng)力測試及室內(nèi)支盤模型的荷載試驗(yàn)，系統(tǒng)地分析和研究了擠擴(kuò)支盤樁在壓力荷載、上拔荷載作用下的荷載傳遞規(guī)律及其支盤的破壞形態(tài)。在此基礎(chǔ)上，對已有的擠擴(kuò)支盤樁極限承載力的計(jì)算提出了若干修正和改進(jìn)，取得了以下主要結(jié)果。 (1)完善了擠擴(kuò)支盤樁的抗壓承載力理論。通過單樁靜載荷試驗(yàn)及樁身應(yīng)力實(shí)測數(shù)據(jù)，計(jì)算了各支盤阻力、樁側(cè)摩阻力及樁端阻力。得出擠擴(kuò)支盤樁在加荷后期，摩阻力已發(fā)揮到極限，所加荷載主要

3、由支盤承擔(dān)，支盤承擔(dān)的荷載超過總荷載的一半；擠擴(kuò)支盤樁的支盤阻力主要體現(xiàn)端承力的性質(zhì)，可將擠擴(kuò)支盤樁定性為摩擦多支點(diǎn)端承樁。指出擠擴(kuò)支盤樁的抗壓Q～s曲線形態(tài)為略呈S型的緩變形曲線。首次引進(jìn)適合于擠擴(kuò)支盤樁的“樁側(cè)摩阻力發(fā)揮系數(shù)ξ”，對已有的擠擴(kuò)支盤樁的抗壓極限承載力計(jì)算公式進(jìn)行了修正和改進(jìn)，可更好地應(yīng)用于擠擴(kuò)支盤樁的工程設(shè)計(jì)。 (2)建立了擠擴(kuò)支盤抗壓樁的荷載傳遞理論。測試結(jié)果顯示支盤阻力、樁端阻力和樁側(cè)摩阻力的荷載傳遞函數(shù)可

4、由雙曲線模型進(jìn)行擬合，同時(shí)給出各自的擬合公式，且擬合效果顯著；依此首次將荷載傳遞法應(yīng)用于擠擴(kuò)支盤樁的Q-s曲線和樁身軸力的模擬計(jì)算，在實(shí)際工程中可用已有的試驗(yàn)資料來推算承載力很高的擠擴(kuò)支盤樁的Q-s曲線和極限承載力，對減少或部分代替現(xiàn)場試樁具有實(shí)際意義。 (3)建立了擠擴(kuò)支盤樁的抗拔承載力理論。首次用埋設(shè)鋼筋應(yīng)力計(jì)的方法對抗拔擠擴(kuò)支盤樁進(jìn)行了樁身應(yīng)力測試，可得出擠擴(kuò)支盤樁在上拔荷載的作用初期，支盤作用不顯著，隨著樁頂荷載的增加，

5、支盤承擔(dān)的荷載越來越大，當(dāng)接近極限荷載時(shí)，支盤則承擔(dān)總荷載的40％以上；支盤的抗拔承載力是由上至下依次發(fā)揮。首次提出抗拔側(cè)阻經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)α和擠擴(kuò)支盤樁的抗拔極限承載力實(shí)用計(jì)算公式，由于該計(jì)算公式簡便實(shí)用、客觀可靠，可推廣應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。試驗(yàn)結(jié)果顯示支盤的設(shè)計(jì)位置相對靠下是支盤作用發(fā)揮滯后的原因所在，建議今后進(jìn)一步探討支盤的位置與其承載力發(fā)揮的關(guān)系。 (4)完成了支盤的強(qiáng)度試驗(yàn)與分析。首次用YAW-5000型微機(jī)控制電液伺服壓力

6、試驗(yàn)機(jī)對支盤模型試件進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，測定了支盤的荷載-位移全程曲線，揭示了試驗(yàn)條件下的支盤的破壞形態(tài)為斜壓破壞；首次建立了支盤承載力計(jì)算公式，填補(bǔ)了支盤強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算的研究空白。并結(jié)合有限元分析結(jié)果，指出支盤高寬比的合理取值范圍應(yīng)為1.5≤h/b1≤2.8。 (5)對擠擴(kuò)支盤樁及承臺基礎(chǔ)進(jìn)行了有限元分析。運(yùn)用二維軸對稱有限元法以及三維有限元法，探討了擠擴(kuò)支盤樁單樁和群樁的承載變形性狀。對擠擴(kuò)支盤樁的支盤豎向臨界間距、水平樁距和布樁