擠擴(kuò)灌注樁工作性態(tài)的研究.pdf

1、擠擴(kuò)灌注樁是近年來(lái)在我國(guó)興起的一種新型變截面樁。工程實(shí)踐表明，與普通灌注樁相比，擠擴(kuò)灌注樁可以提高樁基承載力，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。然而，到目前為止，無(wú)論是擠擴(kuò)灌注樁工程實(shí)測(cè)資料的積累還是其荷載傳遞機(jī)理、設(shè)計(jì)理論和方法等研究都還不多見(jiàn)。人們對(duì)擠擴(kuò)灌注樁的認(rèn)識(shí)還不夠深入和全面，研究工作仍處于探索階段。因此，有必要對(duì)其工作性態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究。本文運(yùn)用數(shù)值模擬、理論研究以及工程試驗(yàn)分析研究等綜合手段，較為系統(tǒng)地研究了擠擴(kuò)灌注樁的荷載傳

2、遞特性、荷載分擔(dān)等工作性態(tài)，研究成果具有較高的學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用價(jià)值。 本文的研究?jī)?nèi)容主要包括幾個(gè)方面： D針對(duì)FLAC。。前后處理的缺陷，編寫(xiě)相應(yīng)的程序，可以很方便地進(jìn)行復(fù)雜模型建立及計(jì)算結(jié)果輸出。同時(shí)，以M0hrCoul0mb強(qiáng)度理論為準(zhǔn)則編制應(yīng)用程序構(gòu)建具有摩擦角、粘聚力等屬性參數(shù)的接觸面，可以有效模擬各種因素影響下的擠擴(kuò)灌注樁工作性態(tài)。 2)在同一地層中，豎向受壓荷載作用下同一樁長(zhǎng)樁徑的擠擴(kuò)灌注樁與普通灌注樁

3、相比，其極限承載力有了較大幅度的提高。普通灌注樁的荷載一沉降關(guān)系表現(xiàn)為陡降型，有明顯的破壞特征點(diǎn)，而擠擴(kuò)灌注樁由于擠擴(kuò)體的端承力作用表現(xiàn)為緩變型，無(wú)明顯的破壞特征點(diǎn)。 3)擠擴(kuò)灌注樁為變截面的摩擦多支點(diǎn)端承樁，在負(fù)荷初期，擠擴(kuò)體就己開(kāi)始承載，表現(xiàn)為軸力變化曲線(xiàn)的擠擴(kuò)體位置處出現(xiàn)了臺(tái)階性突變。隨著荷載的增加，樁身軸力變化曲線(xiàn)的臺(tái)階性突變程度增大。樁頂荷載在擠擴(kuò)體分層承載、逐一卸載的作用下，傳至樁端的荷載很小，從而有利于樁端土層的穩(wěn)

4、定。 4)擠擴(kuò)體的設(shè)置位置影響著擠擴(kuò)灌注樁承載力的發(fā)揮。在工程地質(zhì)條件允許的前提下，擠擴(kuò)體應(yīng)盡量設(shè)置在硬土層中下方，以利于樁身上部樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮。同時(shí)盡量滿(mǎn)足樁根長(zhǎng)度Lt不小于2D，以利于樁端阻力的充分發(fā)揮，這一結(jié)論也更正了某些實(shí)際工程的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)觀(guān)念。 5)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，建議擠擴(kuò)體的間距不應(yīng)小于2.5D，擠擴(kuò)體直徑D：(2～2.5)d，擠擴(kuò)角α為50～90。。 6)當(dāng)樁身彈性模量達(dá)到一定數(shù)值后，過(guò)分地提高樁

5、身彈性模量對(duì)提高樁承載力、減小樁沉降的效果并不明顯。因此，在樁基設(shè)計(jì)時(shí)不能無(wú)謂地提高樁身的彈性模量，否則會(huì)造成不必要的浪費(fèi)。 7)在相同樁頂工作荷載作用下，隨著樁長(zhǎng)的增加，樁頂?shù)某两盗吭谥饾u減小，但沉降量減小的幅度在逐漸變緩。 8)隨著接觸面的參數(shù)變化，樁身軸力也發(fā)生了很大的變化，樁側(cè)摩阻力也隨之發(fā)生變化。同一豎向荷載作用下，在接觸面參數(shù)為最理想狀態(tài)假定時(shí)，樁側(cè)摩阻力得到了充分的發(fā)揮。在接觸面參數(shù)為最不利狀態(tài)假定時(shí)，上部

6、荷載則完全由擠擴(kuò)體的端承力及樁端阻力來(lái)承擔(dān)，表現(xiàn)為多支點(diǎn)端承樁的工作性態(tài)。 9)從理論上系統(tǒng)推導(dǎo)了擠擴(kuò)灌注樁的軸力及位移公式。 10)在Geddes應(yīng)力解的基礎(chǔ)上考慮樁身的彈性壓縮量與樁周土的位移協(xié)調(diào)，引入分層總和法計(jì)算沉降，能充分考慮樁身及土層的性能參數(shù)，并將其推廣應(yīng)用于擠擴(kuò)灌注樁的應(yīng)力及沉降計(jì)算中。同時(shí)，利用MATLAB語(yǔ)言自編的程序可以進(jìn)行普通灌注樁及擠擴(kuò)灌注樁的應(yīng)力及位移計(jì)算。 11)應(yīng)充分重視樁基施工方