豎向荷載下群樁基礎(chǔ)承載性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大規(guī)模實(shí)施,高層建筑及大型橋梁等構(gòu)筑物的建設(shè)發(fā)展迅猛,對(duì)于這些對(duì)沉降控制及承載性能要求極高的構(gòu)筑物,傳統(tǒng)的基礎(chǔ)型式已不能滿足要求,因此作為深基礎(chǔ)型式代表的群樁基礎(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生并得到快速發(fā)展。與傳統(tǒng)的淺基礎(chǔ)由地基土直接承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載不同,群樁基礎(chǔ)通常選擇堅(jiān)硬的巖土層作為其持力層,將承受的荷載傳遞到深層土體,特別適用于壓縮性較高的軟弱土體,其加固區(qū)特性符合荷載作用下地基中的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)特性,已被證明在提高基礎(chǔ)安全性和減

2、小沉降上是經(jīng)濟(jì)且有效的基礎(chǔ)型式。
　　論文在認(rèn)識(shí)國(guó)內(nèi)外單樁、群樁基礎(chǔ)、承臺(tái)及樁周土總體研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,闡述了豎向荷載作用下群樁基礎(chǔ)的工作性能和承載力理論計(jì)算方法,針對(duì)群樁沉降計(jì)算的兩種常用方法進(jìn)行了較深入的介紹和分析,并討論了其適用范圍。
　　通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)測(cè)定了模型試驗(yàn)所用土體的相關(guān)物理參數(shù),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并進(jìn)行了豎向荷載下單樁和群樁基礎(chǔ)承載性能的室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)量樁身應(yīng)變及單樁樁頂和群樁承臺(tái)的沉降數(shù)據(jù),研究分析了

3、單樁及兩種不同角樁樁距條件下群樁基礎(chǔ)的承載性能和沉降變形特征。利用有限元軟件Midas/GTS,在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)五種不同角樁樁距條件下梅花型群樁的承載性能進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了群樁沉降、樁身軸力、樁頂軸力和樁端阻力等承載性能的變化規(guī)律。通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬,得出了以下結(jié)論:
　　(1)單樁和群樁的荷載-沉降曲線分別呈陡變型和緩變型,群樁基礎(chǔ)在角樁樁距從2.5d增大為6d的過(guò)程中沉降逐漸減小,但增大為8d時(shí)沉降反而變大,因此從

4、控制沉降的角度考慮,將角樁樁距設(shè)置為6d較好。
　　(2)單樁和群樁的軸力均沿深度呈非線性減小趨勢(shì),隨著加載的增大,軸力減小的速率增大,群樁中角樁樁頂軸力大于中心樁,但這一差距隨角樁樁距的增大而變小;單樁和群樁的樁側(cè)摩阻力在深度范圍內(nèi)都出現(xiàn)了兩個(gè)峰值,群樁中各樁基的摩阻力沿深度呈“B”型分布且最大摩阻力出現(xiàn)在樁身三分之一處。
　　(3)當(dāng)承臺(tái)凈面積不變時(shí),群樁中承臺(tái)的荷載分擔(dān)量隨荷載等級(jí)的提高近似呈線性增大,承臺(tái)的荷載分擔(dān)比