随着我国交通事业的发展,大跨度桥梁的建设也越来越多,基础在工程中的造价比越来越大,对基础的要求也越来越高。 沉井基础是依靠自身重力克服井壁阻力后下沉到设计标高,然后经过混凝土封底并填塞井孔,使其成为桥梁墩台和其他结构物的基础。其特点是埋置深度可以很大、整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直荷载和水平荷载;大型沉井的缺点在于基础尺寸大、下沉深,分隔很多,施工难度大,并且施工时沉井易偏移,纠偏困难,基础要产生沉陷,工程造价高。 为此,安徽省高速公路总公司根式基础课题组提出一种全新的基础形式——根式基础,并申请了国家专利,它是采用沉井预留顶推孔,待沉井下沉到设计标高后在土层中顶推预制的根键,在保证根键与沉井的固结后形成一种仿生基础,由于顶推根键的挤密和应力扩散作用充分调动了基础周边土体的承载潜力,使得基础底部得以“卸载”,其承载力得以大大提高。由于根键与土体的紧密嵌固作用,使得基础的抗拔力不再是单纯的侧壁摩阻力,抗拔承载力也得以大大提高,尤其在厚覆盖地层。 本文结合参与安徽省高速公路总公司根式基础课题组的工作,应用三维有限元软件对根式基础与普通沉井基础进行了竖向抗压抗拔承载力,水平抗推承载力数值模拟对比,说明根式基础在工程应用上的潜力,并对根式基础的受力机理进行了初步探讨。