模擬PRC管樁加固缺陷樁抗剪試驗(yàn)研究與數(shù)值分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程建設(shè)領(lǐng)域不斷發(fā)展，高層建筑、大跨建筑、港口碼頭、邊坡岸堤等高要求的工程項(xiàng)目需要地基基礎(chǔ)具有較大的抗彎剪能力。樁基礎(chǔ)作為一種具有眾多優(yōu)點(diǎn)的深基礎(chǔ)型式，受到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際工程中，由于地質(zhì)、施工條件等因素影響，樁基礎(chǔ)容易出現(xiàn)缺陷問題。規(guī)范中，對樁身完整性進(jìn)行了判定和分類，對樁缺陷嚴(yán)重者不予使用。缺陷樁處理一般費(fèi)工費(fèi)時(shí)，找到合理的缺陷樁加固方法具有重要意義。
　　本文結(jié)合水平荷載下樁承載理論和實(shí)際工程中缺陷加固案例，對缺陷

2、樁產(chǎn)生原因、檢測方法、加固方法進(jìn)行歸納總結(jié)，基于鋼管混凝土疊合柱承載理論，采用鋼管-注漿加固缺陷樁，模擬PRC管樁植樁加固法，對模型樁樁身受力變形進(jìn)行試驗(yàn)研究。
　　本文設(shè)計(jì)了一套缺陷加固模型樁試驗(yàn)方案，在室內(nèi)完成了完整模型樁、缺陷模型樁、缺陷加固模型樁、完整內(nèi)配鋼管模型樁制作（共計(jì)4類13組試驗(yàn)方案）并進(jìn)行對照試驗(yàn)，試驗(yàn)主要包括模型樁材料基本性質(zhì)試驗(yàn)、模型樁樁身抗彎剪強(qiáng)度試驗(yàn)。得出如下結(jié)論:
　　缺陷位置和加載點(diǎn)位置相互關(guān)

3、系對樁身承載力影響較大:三種缺陷位置下，缺陷模型樁樁身極限承載力分別為完整樁的24.92％，44.66％，73.77％。缺陷位置越靠近加載點(diǎn)，樁身承載力降低越多，缺陷位置越靠近約束端，樁身承載力降低越少，越接近于完整樁。
　　缺陷樁加固后，樁身承載力基本得到恢復(fù):三種缺陷位置下，采用小直徑鋼管注漿加固后，模型樁樁身極限承載力分別達(dá)到完整樁的86.12％，102.19％，114.54％;采用大直徑鋼管注漿加固后，模型樁樁身極限承載力

4、分別達(dá)到完整樁93.85％，117.87％，125.09％。對應(yīng)的樁身位移與缺陷樁相比有所增大，樁身結(jié)構(gòu)延性得到增強(qiáng);缺陷樁加固后，改變了缺陷樁破壞形態(tài)，荷載傳遞得到部分恢復(fù);增大鋼管管徑，可以提高樁身承載力和增強(qiáng)樁身延性。
　　本文基于某項(xiàng)目工程資料，對樁的水平靜載試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用PRC管樁植樁加固方法，得出了完整樁、缺陷樁、缺陷加固樁的相關(guān)承載性狀規(guī)律。得出如下結(jié)論:
　　缺陷位置對樁身水平抗剪承載力影響較大:三

5、種缺陷位置下，缺陷樁樁身水平承載力特征值分別達(dá)到完整樁的54.90％，91.37％，83.63％。缺陷出現(xiàn)在樁上部時(shí)，樁身水平位移較大，樁身水平荷載-位移曲線出現(xiàn)陡降段，樁基水平承載力降低較多;缺陷出現(xiàn)在樁身中部和下部時(shí)，樁基承載力降低較少。
　　樁身出現(xiàn)缺陷時(shí)，樁身存在負(fù)向彎矩。最大彎矩值點(diǎn)隨缺陷位置下移而下移，數(shù)值增大;最大負(fù)彎矩值點(diǎn)隨缺陷位置下移而下移，數(shù)值減小;樁身彎矩與剪力曲線在缺陷位置上下呈反向增大和正向增大兩種趨勢;