深水碼頭大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁承載性狀模型試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著三峽蓄水成庫(kù)后，航運(yùn)密度加大，內(nèi)河航運(yùn)事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁在內(nèi)河深水碼頭樁基中得到了廣泛應(yīng)用。但目前對(duì)大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁受力性能開(kāi)展的研究相對(duì)匱乏。本文利用室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，對(duì)考慮有、無(wú)鋼護(hù)筒以及不同嵌巖深度條件鋼護(hù)筒嵌巖樁的豎向及水平力承載性狀進(jìn)行了研究。本文的主要研究工作及研究成果包括下列方面:
　　 (1)試驗(yàn)方法、模型比尺及模型材料的選擇。根據(jù)大直徑鋼護(hù)筒嵌巖樁實(shí)際尺寸及室內(nèi)試驗(yàn)條件，確

2、定模型比尺取20，材料強(qiáng)度比尺取1，即取原型樁尺寸的1/20，而采用與原型樁相同的材料參數(shù)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)制模;根據(jù)重慶港區(qū)的地質(zhì)條件，利用不同配合比的水、砂、石膏及水泥制成混凝土模擬樁身材料以及泥巖地基。為了確定混凝土配合比，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)尺寸模型試塊并進(jìn)行了材料的強(qiáng)度與變形參數(shù)試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際樁身混凝土及泥巖地基的強(qiáng)度與變形參數(shù)，確定了混凝土配合比;測(cè)試了模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)率定試驗(yàn)確定了傳感器采集數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)的關(guān)系。
　　

3、(2)鋼護(hù)筒嵌巖樁豎向承載性狀模型試驗(yàn)。按照模型試驗(yàn)相似理論，制成不同嵌巖深度的鋼護(hù)筒嵌巖樁及非鋼護(hù)筒嵌巖樁共6根樁進(jìn)行了豎向承載性狀試驗(yàn)，試驗(yàn)中得到了樁頂豎向位移隨著荷載的變化規(guī)律、樁側(cè)阻力及樁端阻力隨豎向加載的發(fā)揮情況，并分析了鋼護(hù)筒的設(shè)置與否以及嵌巖深度的大小對(duì)樁基豎向承載規(guī)律的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)設(shè)置鋼護(hù)筒后，鋼護(hù)筒嵌巖樁的樁側(cè)摩阻力峰值所對(duì)應(yīng)的嵌固深度，比普通嵌巖樁的位置偏深，且峰值偏大。樁基側(cè)阻力較普通嵌巖樁有所下降，即鋼護(hù)筒嵌巖樁

4、樁端阻力更容易發(fā)揮作用。通過(guò)對(duì)相同嵌巖深度條件下的兩種樁基對(duì)比發(fā)現(xiàn)設(shè)置鋼護(hù)筒對(duì)豎向承載力的影響并不明顯;無(wú)論鋼護(hù)筒嵌巖樁還是普通嵌巖樁，樁身嵌巖深度對(duì)承載力影響明顯。樁身嵌巖深度從3D增加到5D時(shí)，鋼護(hù)筒嵌巖樁豎向極限承載力隨之提高了40％左右。同時(shí)，樁身嵌巖深度的增加，樁端阻力在總承載力中所占的比例在減小，而側(cè)阻力所占的比例在增加。
　　 (3)鋼護(hù)筒嵌巖樁水平承載性狀模型試驗(yàn)。模型樁與豎向承載性狀模型試驗(yàn)相同，并在樁頂施加水

5、平荷載，試驗(yàn)中監(jiān)測(cè)樁頂水平位移隨水平荷載的變化規(guī)律以及樁身彎矩的分布規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對(duì)比分析有無(wú)鋼護(hù)筒及不同嵌巖深度條件下樁基的水平承載規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在橫向荷載作用下，鋼護(hù)筒嵌巖樁樁基抗彎性能比普通嵌巖樁大大提高，即鋼護(hù)筒嵌巖樁的橫向承載力較好，且樁頂和樁身巖面處的水平位移較小;鋼護(hù)筒嵌巖樁樁身彎矩最大值所對(duì)應(yīng)的位置較普通嵌巖樁偏下。在橫向荷載作用下，嵌巖深度越大，鋼護(hù)筒嵌巖樁的樁頂和巖面水平位移相應(yīng)變小，承載力同樣隨嵌巖深度的增加而提高