侧向堆载作用下多型桩工程特性试验研究.doc

侧向堆载作用下多型桩工程特性试验研究桩侧大面积堆载对桩体的受力变形带来很大影响,具体表现为:堆载作用下,桩土产生差异沉降,引起桩身负摩阻力作用;地基土体的侧向位移对约束桩产生挤压,引起桩身侧移并产生变形。本文通过室内模型试验研究了侧向堆载下基桩的受力变形,分别对桩侧堆载大小、桩身材料、桩身长短和桩底约束条件不同的水平受荷桩进行试验分析,重点就加卸载时,土体的p-s曲线、桩顶侧移变化、嵌岩桩与摩擦桩沿桩身侧移差异、嵌岩桩与摩擦桩沿桩身土压力差异、多型桩桩身弯矩、轴力以及桩侧摩阻力沿桩身的变化进行对比测试分析,得到如下结论:(1)侧向加载至一定大小时,桩身最大应力位置不再下移,最大应力值出现“跳变”,骤减10kPa至40kPa,此后荷载增加,此最大值几乎不变,整个桩身应力亦不再变化;(2)地基处于弹性平衡状态时,摩擦桩桩身应力普遍大于嵌岩桩,发挥着更大的侧向约束力;当地基土步入剪切变形阶段,嵌岩桩桩身应力增长速度大于摩擦桩,开始“积极”承担对土体的约束力,桩身应力反超摩擦桩,对土体表现出更强的约束效果。(3)随着荷载的增加,刚性桩桩身弯矩的增加速率小于柔性桩且弯矩最大位置有下移趋势,荷载达到一定值后,刚性嵌岩桩桩身弯矩不再递增,而柔性嵌岩桩弯矩在桩身1/2以上不再增加,以下仍现递增。卸载过程中,最后一级卸荷弯矩的变化大于前期弯矩变化的总和,表明卸载时土体的回弹更多集中在表层。(4)加载初期,桩身轴力沿桩身持续增大,在-700mm处达到峰值;第二次加载在75kN之前,刚性嵌岩桩距桩顶2/3以上,轴力值负向变化,以下轴力持续增大,表明荷载效应在土体内逐步下移;75kN之后,整个桩身轴力值正向增大,并维持恒定;柔性嵌岩桩轴力发展呈“S”字形,柔性摩擦桩轴力分布呈“反3”形,随着荷载增加,轴力变化在桩身上部比较明显。(5)随着荷载增加,刚性短桩上段桩负摩阻力负向发展,由于下部土体开始压缩,桩身下部也出现负摩阻力;刚性长桩由于桩身上部负摩阻力的作用向下刺入,引起下部受到正摩阻力。