DX嵌巖樁承載特性及失效機制試驗研究.pdf

1、隨著經濟迅速發(fā)展，現代化工程建設規(guī)模日益增大，對地基基礎提出了嚴格的要求。樁基作為常見的基礎形式，取得長足的進展，向大直徑、超長、變截面等方向發(fā)展。然而，當樁徑和樁長過大時，鉆進難度相應增大，樁身質量亦難以保證。三岔雙向擠擴灌注樁（簡稱DX樁）作為新樁型的代表，具有工藝先進、施工簡便和成樁可靠的特點，能大幅度提高單樁及群樁承載力，減小樁頂沉降量，近年來廣泛應用到超高層建筑基礎、大型工業(yè)建筑、LNG儲罐、鐵路、高速公路橋梁等基礎工程中。在

2、此基礎上，首次采用DX嵌巖樁來替代直孔嵌巖樁，通過在強風化泥質粉沙巖層中設置承力盤，將樁端置于中風化泥質粉砂巖表層，在滿足承載力及沉降的要求下，減小樁徑和樁長，并成功應用到廣東、廣西等樁基工程中，取得了良好的經濟效益。國內學者針對土 層中DX樁承載性能作了大量分析，而DX嵌巖樁的相關研究尚屬空白。如何盡快全面探索新型DX嵌巖樁的承載機理及沉降特性，建立科學的設計方法，尤其當前中國高速鐵路、公路、超高層建筑等工程中超長樁基越來越多，加強D

3、X嵌巖樁的承載特性及失效機制的研究，成為當前推廣應用新型樁基結構時工程界迫切需要解決的科學問題。為進一步揭示DX嵌巖樁荷載傳遞特性等基本規(guī)律，本文依托于防城港鋼鐵基地原料廠項目，通過一系列現場試驗、模型試驗與數值模擬手段，對DX嵌巖樁承載特性及失效機制進行研究，主要結論如下:
　　(1)DX嵌巖樁Q-s曲線平緩變化，至加載末期樁頂未呈現明顯加速變形趨勢;卸除荷載后，樁頂殘余沉降值較小，卸荷回彈量小，回彈率低，表明在強風化泥質粉砂巖

4、層設置承力盤、樁端置于中風化泥質粉砂巖表層，能顯著提高單樁承載力，且DX嵌巖樁樁身壓縮性低、差異沉降小、抵抗沉降能力優(yōu)異;
　　(2)模型試驗表明DX嵌巖樁Q-s曲線呈緩變型，而直孔嵌巖樁在加載后期樁頂沉降急劇增加;樁徑、樁長及樁端嵌巖情況相同時:DX嵌巖樁極限承載力較直孔嵌巖樁zka提高118～131％;當直孔嵌巖樁達到承載極限時，等荷載水平下DX嵌巖樁樁頂沉降較直樁zka減小80～86％;當直孔樁zkb嵌巖深度增加(2～3d)

5、時，DX嵌巖樁承載力仍較其提高56～64％;當直孔嵌巖樁達到承載極限時，等荷載水平下DX嵌巖樁沉降值較等樁徑直樁zkb減小63～66％，充分表明DX嵌巖樁承載性能優(yōu)異、控制樁頂沉降性效果顯著;
　　(3)DX嵌巖樁側阻力、盤阻力及端阻力同步發(fā)揮，僅需樁頂發(fā)生較小沉降:當樁頂荷載較小時，側阻力＞盤阻力＞端阻力;隨著荷載增加，側阻力、盤阻力及端阻力占總承載力百分比保持穩(wěn)定;當荷載進一步增大時，盤阻力占總承載力百分比有所減小，端阻力所占

6、總荷載百分比逐漸增大，端阻力＞盤阻力;
　　(4)DX嵌巖樁屬于摩擦端承樁:承力盤在加載初期能有效承擔荷載，控制樁頂沉降，隨著荷載增加，盤底巖體發(fā)生局部漸進性剪切破壞，多余荷載由樁端承擔，盤阻力與端阻力占總承載力百分比呈此消彼長趨勢，樁端承載力能進一步發(fā)揮，樁身各部分協(xié)調工作，保證承載體系穩(wěn)定性;
　　(5)承力盤底部巖體附加應力非均勻分布，外緣處較高，由于應力集中巖體局部剪切破裂始于此處，隨荷載增大不斷向樁根發(fā)展;樁端巖體