擠擴(kuò)支盤樁支盤對樁-土體系承載性能影響研究.pdf

1、擠擴(kuò)支盤樁是一種新樁型，其在普通樁樁身增設(shè)支盤，改善了樁的承載性能，本文對擠擴(kuò)支盤樁支盤作用進(jìn)行了研究，分析了支盤腔的形狀特點(diǎn)、支盤成型過程中擠土臂對樁周土體的作用力、樁周土塑性區(qū)的大小，推導(dǎo)了單支盤承載力計算公式，進(jìn)行了支盤樁現(xiàn)場抗壓原位試驗(yàn)和抗拔原位試驗(yàn)，對單支盤承載力公式進(jìn)行了驗(yàn)證。試圖通過研究支盤成型機(jī)理和支盤在承載過程中的作用，揭示擠擴(kuò)支盤樁承載力比普通灌注樁提高的原因，為支盤樁單樁承載力的精確計算提供依據(jù)。 本文采用

2、理論推導(dǎo)→數(shù)值模擬→現(xiàn)場試驗(yàn)的方法進(jìn)行研究。首先分析了擠土機(jī)構(gòu)擠壓樁周土體的作用過程，推導(dǎo)出了擠土臂對樁周土體作用力計算公式，建立了擠土臂擠土作用體系模型，對擠土臂擠壓樁周土體過程進(jìn)行了研究，分析了在支盤成型過程中樁周土的塑性區(qū)范圍。對單個支盤的承載性能進(jìn)行了研究，結(jié)合比擬方法將圓柱形孔和支盤兩種形狀樁體對樁周土的作用進(jìn)行了比擬。通過現(xiàn)場原位試驗(yàn)對擠擴(kuò)支盤樁抗壓性能進(jìn)行了研究，將抗壓樁同其他幾種樁型樁的承載性能進(jìn)行了比較，對抗壓樁和抗拔

3、樁承載過程中支盤的作用進(jìn)行了研究，分析了每個支盤的承載力，對公式進(jìn)行了驗(yàn)證比較，分析了偏差的原因。 通過理論分析和現(xiàn)場試驗(yàn)研究，取得如下成果： 1．求得擠擴(kuò)支盤樁支盤腔的輪廓線，證明了支盤受力的合理性； 2．推導(dǎo)出了擠土?xí)r擠土臂上作用力計算公式； 3．將圓孔擴(kuò)張理論應(yīng)用于擠擴(kuò)支盤樁擠擴(kuò)成型分析，得到了支盤成型過程中樁周土的臨界壓力Pc、極限擴(kuò)張壓力Pu及塑性區(qū)半徑r1max的計算方法： 4．建立了

4、擠土臂擠擴(kuò)樁周土體形成支盤腔過程的數(shù)學(xué)模型； 5．運(yùn)用圓孔擴(kuò)張理論推導(dǎo)出了單支盤承載力計算公式： 6．通過試驗(yàn)獲取了擠擴(kuò)支盤抗壓樁和抗拔樁單支盤承載力； 7．將擠擴(kuò)支盤抗壓樁的單樁極限承載力同普通樁和擠擴(kuò)分支樁進(jìn)行了對比： 8．將本文推導(dǎo)出的單支盤承載力計算公式用現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，分析了偏差及偏差原因； 通過上述研究得到如下結(jié)論： 1．單向成型擠擴(kuò)設(shè)備擠土作用下形成的支盤適于抗壓承載

5、，而雙向成型擠擴(kuò)設(shè)備擠土作用下形成的支盤適于抗拔承載和抗側(cè)向承載； 2．支盤成型過程中隨著擠擴(kuò)裝置張角的增大，在樁側(cè)和支盤上下一定范圍內(nèi)形成一個塑性區(qū)，樁側(cè)塑性區(qū)的影響范圍為0．8m~1．0m； 3．運(yùn)用ANSYS程序和現(xiàn)場試驗(yàn)證明本文推導(dǎo)的單支盤承載力計算公式是合理的，可以用于指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。 4．?dāng)D擴(kuò)支盤抗壓樁和擠擴(kuò)支盤抗拔樁支盤在承載過程中的承載規(guī)律為第一支盤承擔(dān)荷載開始較高，第二支盤承擔(dān)的荷載在加載后期逐漸