【摘 要】
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微型钢管桩由于其优良的工程特性而广泛应用于工程中,对于中小跨径桥梁,且伴随施工作业面积狭小,地处人口密集区,要求对周边环境不产生较大干扰等问题,微型钢管桩基础的优点明显。为了深入的了解微型钢管灌注桩的受力特点,本课题就注浆微型钢管桩桩体的受力性能以及微型钢管桩用于中小跨径桥梁基础的受力性能开展研究,其研究成果对微型钢管桩的施工与设计有指导意义。本文首先通过室内轴压试验和数值模拟对比验证,综合分析轴
【基金项目】
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河北省自然科学基金资助项目（E2018202108）； 承德市科技支撑计划项目:中小跨径桥梁柱式墩接承台、钢管桩基础的工作机理研究（201706A075）；
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微型钢管桩由于其优良的工程特性而广泛应用于工程中,对于中小跨径桥梁,且伴随施工作业面积狭小,地处人口密集区,要求对周边环境不产生较大干扰等问题,微型钢管桩基础的优点明显。为了深入的了解微型钢管灌注桩的受力特点,本课题就注浆微型钢管桩桩体的受力性能以及微型钢管桩用于中小跨径桥梁基础的受力性能开展研究,其研究成果对微型钢管桩的施工与设计有指导意义。本文首先通过室内轴压试验和数值模拟对比验证,综合分析轴向静载作用下钢管直径与桩径之比（d/D）、钢管壁厚t、桩体长H、注浆体强度等多种影响因素对桩体承载与变形特性的影响。研究结果表明:随着钢管与桩体直径比d/D增大,微型钢管桩体极限承载力相应增加,且d/D为0.4和0.72是桩体极限承载力发生显著变化的临界值,桩体破坏为钢管发生屈曲破坏、钢管与外包浆体共同破坏、钢管外包浆体破坏三种破坏模式为主,给出不同破坏模型下微型钢管桩体极限承载力计算公式;壁厚增加时,桩体极限荷载值呈线性增加,而桩体轴向荷载与轴向应变曲线由壁厚较小时的软化特征,逐渐向理想塑性和硬化特征发展;桩体长度H增加,桩体极限承载力先呈非常缓慢的减小趋势,当H/D>4时,微型钢管桩极限承载力显著降低;相同桩径下注浆体抗压强度提升对微型钢管桩体承载能力的影响不明显。进一步地,利用前期研究成果,结合承德地区典型地质条件为工程背景,基于位移加载法模拟微型钢管桩在竖向和水平荷载作用下的桩体性能,综合分析了单桩桩长L、桩径D、群桩桩间距S、桩体排布形式、桩体数量N等因素对单、群桩力学性能的影响。研究结果表明:桩长设计合理范围值在10-15 m之间,单桩桩径增大对桩体水平承载力的提高明显;当桩间距达到S=5D时为极限荷载值趋于稳定的临界间距值;桩间距在（4-6）D之间,群桩效应系数趋近于1值,群桩中各平均单桩承载能力效果最大;梅花形排布方式相对矩形排布形式平均单桩极限承载力体升明显,群桩效应更低;桩数量增加承载能力逐步增大,极限荷载近似呈线性增长且群桩效应更加明显。
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