深厚软弱土地区细长嵌岩桩竖向承载性状研究

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我国沿海地区一般为海相沉积平原地貌,珠海市地质特殊,经常有地区的地层会有流塑状软土。珠海市保税区某工程地质的软土层平均厚度为23.13m,中风化岩平均埋深约60m,该工程采用灌注嵌岩桩,桩长达55~75m。嵌岩桩通常用于沉降要求严格、上部荷载较大的工程之中。但由于其承载力较高,很少有现场试验能加载到极限状态,因此对其荷载传递特性和承载力的确定仍存在许多含糊之处,实际中常因过于保守而出现一些桩长和桩径不合理的设计,既加大了施工难度,降低了施工效率,又造成了经济上的浪费。因此,对于细长嵌岩桩荷载传递特性的研究具有较大的理论和实践价值。首先,本文给出了细长嵌岩桩的定义,结合珠海市保税区某桩基工程实例,对软弱土区细长嵌岩灌注桩的工程特点、施工工艺及施工注意事项进行了详细说明,阐述了细长嵌岩灌注桩的荷载承载机制。其次,本文考虑了桩土与桩岩荷载传递的规律,基于极限平衡原理和Hoek-Brown岩体经验强度准则推导了细长嵌岩桩的极限承载力的计算方法,同时推导了软土弱地区细长灌注桩的嵌岩段荷载传递过程分为桩周岩弹性阶段、桩周岩部分进入残余强度阶段和桩周岩破坏阶段三个阶段的桩顶荷载和沉降公式。最后,本文基于工程静载试验实测数据和有限元数值模拟结果,验证了推导得出的单桩竖向极限承载力计算公式的合理性,并用MIDAS GTS NX软件分析了不同桩径、桩长、软土层厚度、不同嵌岩深度对细长嵌岩灌注桩的竖向承载性状的影响。与非软土区嵌岩桩相比,软弱土区细长嵌岩桩的桩顶沉降主要由桩身混凝土的弹性压缩和桩底基岩的应变两部分组成。软弱土区细长嵌岩桩侧阻与端阻的发挥不是同步而是异步的,由于受桩长和基岩埋深影响,一般表现为端承摩擦桩的受力性状。
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