變截面樁豎向承載特性模型試驗(yàn)研究.pdf

1、變截面樁是一種新型樁。該樁利用樁身不同部位的土層設(shè)置擴(kuò)大盤(pán),將摩擦樁變革為變截面多支點(diǎn)摩擦端承樁,改變了樁的受力機(jī)理,使樁的承載力大大提高,沉降變形顯著減小。相對(duì)于等直徑樁具有較高的承載力和較小的沉降變形,如能在土木工程各個(gè)領(lǐng)域中得以推廣將取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文在已有的變截面樁研究成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn),研究了變截面樁在豎向荷載下的承載力、荷載傳遞機(jī)理、樁身及樁周土的應(yīng)力分布,重點(diǎn)研究了不同盤(pán)距對(duì)變截面樁承載力及變形

2、的影響。
　　 通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù),繪出Q-s曲線和樁身軸力變化曲線,可以看出變截面樁具有較好的承載特性。在加載初期荷載較小時(shí),擴(kuò)大盤(pán)處軸力變化不明顯,樁身軸力基本上是線性減小的,說(shuō)明樁的承載力主要由樁側(cè)摩擦力提供。隨著荷載增大,在擴(kuò)大盤(pán)處,樁身軸力變化增大,說(shuō)明擴(kuò)大盤(pán)開(kāi)始發(fā)揮作用,其分擔(dān)的荷載越來(lái)越大,這也是變截面樁承載力遠(yuǎn)高于普通等直徑樁的原因。同時(shí)由于擴(kuò)大盤(pán)的影響,盤(pán)上下一定范圍內(nèi)樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮會(huì)受到影響,甚至出

3、現(xiàn)負(fù)摩阻力。
　　 模型樁試驗(yàn)結(jié)果表明,具有一個(gè)擴(kuò)大盤(pán)的變截面樁或擴(kuò)大盤(pán)間隔較大的變截面樁,位于擴(kuò)大盤(pán)的下部土體發(fā)生壓縮現(xiàn)象,擴(kuò)大盤(pán)上部的土體則發(fā)生滑落現(xiàn)象;擴(kuò)大盤(pán)間隔較小時(shí)。上下兩個(gè)擴(kuò)大盤(pán)之間的土體與兩個(gè)擴(kuò)大盤(pán)練成一體;等截面樁與變截面樁的荷載沉降曲線相似,但是具有擴(kuò)大盤(pán)的變截面樁的總樁側(cè)阻力(包括側(cè)阻力和擴(kuò)大盤(pán)端阻力)均遠(yuǎn)大于樁端阻力,擴(kuò)大盤(pán)的數(shù)量及間距對(duì)這一結(jié)果影響不明顯;對(duì)于具有一個(gè)擴(kuò)大盤(pán)的變截面樁,擴(kuò)大盤(pán)在下面的變截面

4、樁的承載力最小,位于上部的居中,位于中間的變截面樁的承載力最大,尤其是當(dāng)沉降量較大時(shí)擴(kuò)大盤(pán)在中間的變截面樁的承載力發(fā)揮明顯,可見(jiàn)擴(kuò)大盤(pán)的位置對(duì)承載力有一定的影響,因此,單個(gè)擴(kuò)大盤(pán)的位置最好居中設(shè)置;對(duì)于具有兩個(gè)等間隔擴(kuò)大盤(pán)的變截面樁,兩個(gè)擴(kuò)大盤(pán)位于上部的樁承載力高于位于下部的承載力,因此兩個(gè)擴(kuò)大盤(pán)兩個(gè)擴(kuò)大盤(pán)位置應(yīng)偏上設(shè)置;擴(kuò)大盤(pán)間隔對(duì)承載力影響不顯著;)具有三個(gè)擴(kuò)大盤(pán)的變截面樁承載力大于兩個(gè)盤(pán)的變截面樁承載力,但是結(jié)果相差不大;變截面樁