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工程科学与技术 2018年第5期50卷 102-109页

作者：龚晓南解才邵佳函舒佳明浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 中淳高科桩业股份有限公司浙江宁波315000

静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基。采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用... 详细信息

静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基。采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用数值计算方法,分析了竹节桩的抗压与抗拔承载特性。研究结果表明:软土地区,静钻根植竹节桩的抗压承载性能优于抗拔承载性能;桩身竹节可以使竹节桩与水泥土紧密结合,竹节不直接与土接触分担上部荷载;桩身非扩径段水泥土在荷载作用下只起到传递剪应力的作用,不分担上部荷载;桩顶位移60 mm时,管桩承担抗压桩总端阻的25.8%,承担抗拔桩总端阻的16.6%,均小于水泥土扩大头分担的端阻;竹节桩长度比R_N从0增大到0.375时,抗压桩极限承载力从3 045 kN增大到6 173 kN,抗拔桩极限承载力从1 910 kN增大到2 441 kN;竹节桩长度比从0增大到0.375时,抗压桩与抗拔桩桩端水泥土扩径段承担的荷载也明显增大;当竹节桩长度比从0.375增大到0.625时,静钻根植竹节桩的极限承载力、总侧摩阻力、管桩分担端阻和水泥土分担端阻改善效果不明显。

关键词：竹节桩抗压桩抗拔桩承载特性竹节桩长度比

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静钻根植竹节桩抗压与抗拔承载特性数值模拟研究

静钻根植竹节桩抗压与抗拔承载特性数值模拟研究

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作者：解才浙江大学

学位级别：硕士

静钻根植竹节桩是在PHC管桩及锤击沉桩施工工法的基础上发展而来的,它采用植入法将预制混凝土竹节管桩插入水泥土中从而形成组合桩基础。混凝土竹节管桩可以提高桩身强度,桩周水泥土可以增大桩-土接触面积,桩端扩孔形成的水泥土扩大头... 详细信息

静钻根植竹节桩是在PHC管桩及锤击沉桩施工工法的基础上发展而来的,它采用植入法将预制混凝土竹节管桩插入水泥土中从而形成组合桩基础。混凝土竹节管桩可以提高桩身强度,桩周水泥土可以增大桩-土接触面积,桩端扩孔形成的水泥土扩大头可以改善桩端承载性能。为了对静钻根植竹节桩的抗拔承载特性、桩端扩大头承载机理、抗压与抗拔承载特性的异同进行研究,本文以现场试桩为对象,利用有限元软件ABAQUS建立了三维分析模型,并将计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果进行对比,验证了有限元模型的可靠性。主要研究内容和结论如下:1.根据现场试验情况并结合数值分析,研究了静钻根植竹节桩与钻孔灌注桩的抗拔承载特性。结果表明:竹节桩的抗拔承载性能优于钻孔灌注桩;抗拔竹节桩桩身轴力随深度逐渐衰减,在桩端位置轴力减小速率明显加快。桩侧摩阻力由桩顶至桩端逐渐发挥,曲线分为线性增长阶段和缓慢变化阶段,桩端位置侧摩阻力值增长较大,且随着桩顶荷载的增加而增大;桩端水泥土扩大头阻力随桩顶荷载增加而增大;将扩大头阻力分为顶面支持力和侧面摩擦力两部分,随着桩顶荷载的增大,侧面摩擦力占扩大头阻力的比例不断提高。2.为了研究静钻根植竹节桩在软土地基中的抗拔系数,利用竹节桩抗压与抗拔现场静载试验得到了试桩的荷载-位移曲线,采用数值分析对抗压试桩与抗拔试桩进行模拟。结果表明:竹节桩在软土地基中的抗拔系数A=0.5;竹节桩的抗拔系数基本不随桩端扩大头直径的增大而改变。3.采用数值分析,研究了竹节桩的抗压与抗拔承载恃性。研究结果表明:桩身竹节可以使竹节桩与水泥土紧密结合,竹节不直接与土接触分担上部荷载;桩顶位移S=60mm时,竹节管桩的桩端阻力小于水泥土扩大头的桩端阻力;竹节桩长度比RN从0增大到0.375时,抗压桩极限承载力从3 045 kN增大到6 173 kN,抗拔桩极限承载力从1 910kN增大到2 441 kN,同时桩端水泥土扩径段承担的荷载也明显增大。

关键词：竹节桩承载特性 ABAQUS模拟抗拔系数竹节桩长度比

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