灌注桩成孔工艺对桩侧摩阻力影响的试验研究

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桩基础有着承载力高、变形小的优点,而其承载力通常是桩与土共同作用的结果,其间的应力传递机理与过程极其复杂。由于桩侧摩阻力先于桩端阻力发挥作用,桩侧摩阻力在基桩承载力的构成中占有很重要的地位,桩侧摩阻力的取值是保证基桩设计安全且经济的前提。本文主要研究灌注桩成孔工艺对基桩侧摩阻力的影响,针对非饱和黄土状地基土,以挤土桩和非挤土桩、天然地基和处理地基为研究对象,采用现场试验和室内模型试验的研究手段,对桩侧摩阻力的数值及影响因素进行了研究,并通过理论分析和试验数据的拟合,推导了灌注桩桩侧摩阻力计算公式。对于先采用挤密法进行地基处理后再进行灌注桩的施工工艺,地基处理使地基土密实度大大增加,也使得灌注桩的摩阻力大大提高。现场试验对沉管挤密和预钻孔夯扩挤密处理后的灌注桩的侧摩阻力进行了测试,通过抗压桩和抗拔桩两种不同静载荷试验方法,研究不同处理地基方式对非挤土灌注桩桩侧摩阻力的影响。室内模型试验设计了不同密实度的地基土和不同基桩成孔型式的工况进行试验,不同密实度代表了天然地基土和处理后地基土的密实度的不同,成孔工艺包括螺旋挤土成孔和沉管挤土成孔和挖孔非挤土成孔,以此研究成孔工艺对桩侧土体密实度的影响及密实度与桩侧摩阻力的关系。试验结果表明,成孔方式对桩侧摩阻力影响很大,对于相同的地基土,挤土成孔型桩侧摩阻力较之非挤土成孔型桩侧摩阻力更大,特别是螺旋钻孔挤土桩;桩侧摩阻力随着地基土的密实度的增大而增大,但增大的幅度有所不同,挤土桩的增加幅度小于非挤土桩;影响桩侧摩阻力的主要因素是桩侧土体的密实度,而增大密实度的方法对其有影响但影响不大,即无论是挤土桩在成孔过程中对土体的挤密,还是先挤密处理地基再进行灌注桩施工,相同密实度时地基土的桩侧摩阻力相差不大。对沉管挤密和螺旋钻孔成桩后的挤土效应的研究表明,处理后的土体密实度沿径向逐渐减小,呈幂指数函数分布规律,由此拟合出密实度分布曲线及桩侧摩阻力与密实度的关系曲线。
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