全螺旋灌注樁承載特性的研究.pdf

1、全螺旋灌注樁是近年來開發(fā)的一項專利技術，在我國部分省、區(qū)得到應用。但該技術仍處于技術開發(fā)和推廣應用階段，缺乏系統(tǒng)的理論研究，其抗壓特性、抗拔特性及樁身的破壞機理等尚不清楚，同時缺乏可靠實用的單樁豎向抗壓承載力計算公式。 本文在總結豎向荷載下樁基的承載力確定方法和荷載傳遞理論的基礎上，進行了全螺旋灌注樁室內模型試驗，并基于室內模型試驗結果和工程實測資料，系統(tǒng)地分析了全螺旋灌注樁在豎向荷載作用下的荷載傳遞規(guī)律，同時利用FLAC<'3

2、D>軟件對全螺旋灌注樁的承載特性進行研究，主要工作和研究成果如下： (1)進行了全螺旋灌注樁的室內模型實驗。對比分析了直線型樁和全螺旋模型樁的荷載一沉降關系、樁身軸力分布規(guī)律、樁側阻力的分布和傳遞規(guī)律以及樁端阻力的發(fā)揮特征。研究表明，普通樁的樁側摩阻力沿樁長基本呈均勻分布，樁身軸力沿樁長逐漸衰減，在小荷載作用下，荷載均由側阻力承擔，樁端阻力基本沒有發(fā)揮作用。在加載初期，樁身側阻力增加較快，而在加載后期端阻力的增加速率大于樁身樁側

3、阻力的增加速率，單樁樁側摩阻力略先于樁端阻力達到極限。而全螺旋灌注樁在加載初期，上部土層的側阻力首先發(fā)揮，向下很快衰減，下部土層側阻力基本沒有發(fā)揮；當外荷載逐漸增大時，上部土層側阻力逐漸增大并達到極限值，隨后中上部土層的側阻力增至極限值，而下半部分土的側阻力只發(fā)揮了極限值的40％～60％，其樁身軸力也衰減較快。 (2)分析了全螺旋灌注樁樁側阻力和樁端阻力的荷載傳遞模型特點，發(fā)現(xiàn)雙曲線函數(shù)更符合全螺旋灌注樁的樁側阻力的傳遞機理。

4、 (3)通過對比分析直線型和全螺旋模型樁的實驗結果，全螺旋灌注樁的極限側摩阻力約為直線型樁的極限側摩阻力的1.8～2.2倍。其主要原因為：螺旋樁的樁側阻力實際上是螺旋、樁身與土體共同作用的反映，螺旋樁的破壞主要表現(xiàn)為螺旋外包面土體的剪切破壞，樁側極限阻力可用土的抗剪強度表示。全螺旋灌注樁樁端阻力在整個荷載傳遞過程中所占的比例比直線型的要少。 (4)分析了全螺旋灌注樁在實際工程中的應用和極限承載力的試驗數(shù)據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn)，全

5、螺旋灌注樁的豎向承載力一般為同直徑傳統(tǒng)直線型樁的2～2.5倍，這與模型試驗結果和理論分析相吻合。 (5)結合室內模型，利用FLAC<'3D>軟件分析了樁．土體系應力場和位移場的變化情況。認為：全螺旋灌注樁的樁側阻力的發(fā)揮從上往下有一個逐漸的衰減過程，表現(xiàn)出明顯的時間效應；全螺旋灌注樁引起的土的豎向位移從上到下是逐漸減小的，當達到極限荷載時，螺旋間的土呈剪切破壞；同時得到螺距/直徑比與單樁承載力的關系，認為螺距為影響承載力大小的重

6、要因素，在進行螺距設計時，螺距/直徑比不宜在大于3。 (6)提出了全螺旋灌注樁的承載力經(jīng)驗估算公式。全螺旋灌注樁的承載力估算可以《火力發(fā)電廠支盤灌注樁暫行技術規(guī)定》的支盤樁承載力計算公式為基礎進行修正?？紤]到全螺旋灌注樁荷載傳遞過程中，從上往下土體對螺旋的阻力發(fā)揮有一個逐漸的衰減過程，提出了深度修正系數(shù)的觀點，并引入深度修正系數(shù)η<,pi>同時建立了全螺旋灌注樁的承載力經(jīng)驗預估公式。經(jīng)比較，計算結果與樁的實際靜載試驗結果相近，因