大比尺鋼管樁樁周土開(kāi)挖條件下穩(wěn)定性試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，許多既有建筑物因缺少地下停車(chē)場(chǎng)等設(shè)施，其使用功能上的缺陷日益凸顯出來(lái)，既有建筑地下空間的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越引起人們的重視。既有建筑地下增層時(shí)，需要先利用原有的樁基或者設(shè)置新的樁基承擔(dān)既有建筑物的荷載，然后開(kāi)挖土方，增設(shè)地下室。在開(kāi)挖樁周土過(guò)程中，樁基穩(wěn)定性會(huì)明顯降低。鋼管樁基礎(chǔ)是最常用的樁基形式之一，通過(guò)大比尺模型試驗(yàn)的方法研究鋼管樁的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。
　　為了能夠順利開(kāi)展模型試驗(yàn)，設(shè)計(jì)并制作了

2、2.5m×2.5m×3.0m土工模型箱。它由四周?chē)鸬呢Q向鋼板和外圍通過(guò)螺栓相連的水平箍組成。模型箱四個(gè)大角上的角鋼與相鄰的豎立鋼板通過(guò)螺栓固定后，可形成模型箱的“臨時(shí)骨架”，同時(shí)防止箱內(nèi)裝滿(mǎn)的土體沿兩鋼板接縫處泄漏。提出了模型箱的豎向鋼板、水平箍和連接螺栓的設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)一個(gè)實(shí)例介紹了模型箱的設(shè)計(jì)過(guò)程。
　　本文針對(duì)土體為中砂的情況，對(duì)大比尺鋼管樁樁周土開(kāi)挖條件下的樁身穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)，（1）研究了樁周土

3、在不同開(kāi)挖比條件下樁身以及支撐的荷載-應(yīng)變變化規(guī)律；（2）通過(guò)改變鋼管樁的回轉(zhuǎn)半徑、偏心距、支撐位置、支撐數(shù)目、支撐剛度、開(kāi)挖比等因素，得到樁身屈曲極限荷載，分析不同因素對(duì)樁身穩(wěn)定性的影響；（3）驗(yàn)證課題組提出的虛擬嵌固點(diǎn)法理論在大比尺鋼管樁工況下的可靠性；（4）驗(yàn)證本文提出的樁身受壓極限荷載計(jì)算方法。
　　通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以看出，（1）軸心受壓時(shí)，靠近樁端處應(yīng)變最大，偏心受壓時(shí)，靠近樁頂處應(yīng)變最大；荷載處于一定范圍內(nèi)時(shí)，

4、樁身應(yīng)變與支撐應(yīng)變呈線性關(guān)系，支撐應(yīng)變是樁身應(yīng)變的1/4~1/5倍，在破壞時(shí)倍值發(fā)生突變；（2）對(duì)于大比尺鋼管樁，試驗(yàn)所得穩(wěn)定性數(shù)值與課題組提出的虛擬嵌固點(diǎn)法較吻合，驗(yàn)證了虛擬嵌固點(diǎn)法的可靠性；（3）當(dāng)開(kāi)挖比較小時(shí)，屈曲破壞點(diǎn)出現(xiàn)在樁土接觸面附近，隨著開(kāi)挖比的增大，破壞位置逐漸接近樁身中上部；（4）偏心受壓對(duì)樁身的承載力影響較大，偏心距為40mm以及80mm時(shí)，極限荷載與軸心受壓對(duì)比，分別降低50％和65%；（5）施加水平支撐可以明顯提