湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁靜載荷試驗研究.pdf

1、湛江組結(jié)構(gòu)性黏土具有很強的結(jié)構(gòu)性，表現(xiàn)出獨特的工程特性，原狀土體在受到擾動或者高荷載作用下，土體結(jié)構(gòu)破壞，強度顯著降低。在實際工程中，容易在缺乏預(yù)兆的情況下產(chǎn)生突然破壞。PHC管樁因具有適應(yīng)性強、承載力高、工期短等優(yōu)勢，在我國湛江地區(qū)正在大量使用。迄今為止，針對湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁的試驗研究尚未見到。毫無疑問，分析湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁的受力狀況非常重要。通過湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中一定數(shù)量PHC管樁現(xiàn)場靜載荷試驗和樁身內(nèi)力測試

2、試驗資料結(jié)果的分析，對PHC管樁在該地區(qū)土木工程中的安全應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。論文所展開的具體工作以及主要研究成果如下：
　　1、對湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁豎向抗壓靜載試驗和樁身內(nèi)力測試的結(jié)果進行分析，得到了PHC管樁在各級荷載下的荷載-沉降（P-S）曲線，各級荷載下樁身軸力沿樁身分布，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力發(fā)揮性狀，以及各土層側(cè)摩阻力與樁土相對位的關(guān)系曲線等。研究結(jié)果表明PHC管樁在結(jié)構(gòu)性黏土中的受力性狀受樁

3、周結(jié)構(gòu)性黏土的影響很大。
　?。?）湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁的沉降特性呈現(xiàn)開始緩慢，隨著荷載的加大沉降速率顯著加快，最終迅速陡降的特征。說明隨著樁頂荷載的增大，樁側(cè)土逐步呈現(xiàn)從結(jié)構(gòu)性強化發(fā)展到軟化，且試驗樁達(dá)到極限承載力時容易發(fā)生斷樁現(xiàn)象。
　?。?）試樁樁周土層條件的差異，導(dǎo)致樁身軸力分布特征的差異。受樁周結(jié)構(gòu)性黏土的影響，Z1和Z3樁樁身軸力分布隨樁的深度方向衰減相對來說較慢，最終呈“外凸型”曲線；而Z2樁樁周以含黏

4、性土中粗砂為主，樁身軸力分布隨樁的深度方向衰減相對較快，最終呈“內(nèi)凹型”曲線。
　?。?）樁側(cè)摩阻力的發(fā)展與分布形態(tài)明顯受樁周結(jié)構(gòu)性黏土的影響。當(dāng)樁頂荷載到達(dá)極限值時，樁側(cè)極限摩阻力隨樁的深度方向分布呈上部大、中間小，下部大的“葫蘆截面型”。上部的結(jié)構(gòu)性黏土層發(fā)揮極限側(cè)阻出現(xiàn)了明顯的應(yīng)變軟化現(xiàn)象，處在不同深度的湛江組結(jié)構(gòu)性黏土發(fā)揮側(cè)阻所需的樁土位移不同，樁土臨界位移一般不超過10mm。
　?。?）樁端荷載占樁頂荷載最大僅1.

5、0％，湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁呈現(xiàn)典型的摩擦樁特性，所以當(dāng)場地內(nèi)湛江組結(jié)構(gòu)性黏土分布較深時，可以選擇堅硬或硬塑結(jié)構(gòu)性黏土層直接作為樁端持力層。
　　2、對湛江組結(jié)構(gòu)性黏土中PHC管樁水平靜載試驗的結(jié)果分析，實測得到了PHC管樁在水平荷載作用下的臨界荷載以及地基土的水平抗力比例系數(shù)，并研究了不同荷載等級下樁身彎矩和土抗力沿樁深度的變化規(guī)律。希望試驗結(jié)果的分析對湛江組結(jié)構(gòu)性黏土地區(qū)樁的設(shè)計與研究提供參考。結(jié)果表明：
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6、）樁Z1的Y0-m曲線近似呈光滑的雙曲線型；樁SM1的Y0-m曲線經(jīng)歷四個階段：急速降低-快速衰減-緩慢衰減-穩(wěn)定階段。地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m值并非定值，隨著荷載或位移的增加呈非線性減小。兩根樁的m值對上部土體變形很敏感，確定臨界荷載對應(yīng)的樁Z1、SM1的m值為為13.2MN/m4、10.5MN/m4。
　?。?）樁身彎矩首先隨著深度增加，在深度為5~6D達(dá)到最大，隨后減小。在離樁頂以下10m處開始彎矩趨近于0，下部樁體基