基于港口工程案例的桩基承载力影响因素研究.pdf

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1、第38卷第1O期建筑技术开发Vo1．38，No．102011年1O月BuildingTechniqueDevelopment0ct．2O11基于港口工程案例的桩基承载力影响因素研究栾桂涛姜全新(中国路桥工程有限责任公司，北京100011)[摘要]由于桩与土的作用机理比较复杂，至今没有一套完整的理论，各国的规范对桩基础模型、公式、取值方法也不尽相同。特别是对于钢管桩基础，国内研究的比较少，国家相关规范中主要参考混凝土桩，对于非闭口桩的研究文献就更加稀少，国家规范中也未作明确的规定。根据某海外港口项目的工程打桩试验，主要针对非闭口钢管桩进行研究

2、，希望能对以后的类似研究和桩基施工提供一定的借鉴作用。[关键词]钢管桩；闭塞效应；挤土效应；最终贯人度[中图分类号]TU473．11[文献标志码]A[文章编号]1001—523X(2011)10—0025—03桩的承载力研究主要针对竖向荷载和水平荷载的发展，已经成为解决沉桩对周围土体影响应用最两个方面，竖向荷载的研究尤为重要。这些研究大为广泛的一种方法。国内关于沉桩的理论分析，大部分都是建立在理论模型和实践经验的基础上，与多应用圆孔扩张理论来模拟沉桩过程，也有运用空实际情况有一定出入，甚至误差较大。特别是对桩间轴对称来弥补仅考虑平面应变的缺

3、陷等研究。的竖向极限承载力的取值方法不下20余种，没有形应变路径法(SPM)。为克服CEM的缺点，成统一的理论。一般认为，桩一土荷载的传递与桩Baligh提出了应变路径法，假设土体变形可不考侧和桩端土层的分布与性质、桩的性状和尺寸、成桩虑本构关系，给出贯入过程中土体应力、位移分布的工艺、应力历史、群桩的分布位置等诸多因素有关。大致情况，并得到了AzzouzAS和MorrisonMJ桩侧土的性质主要表现在：湿陷性、胀缩性、可液化等人的应用、发展。性、欠固结度、压缩性、强度等方面；桩的几何特征主有限元分析法(FEM)，主要采用小应变和大应要表现

4、在：桩的表面积(异形桩)、桩的直径、长度及变两种模型。沉桩模拟的有限元分析首先由CarterJ其比值、桩端形状(扩底桩)等方面；成桩效应主要P提出，静力贯入的小应变研究首先由DeBorst和体现在挤土效应、松弛效应等方面，非闭口桩还需考Vermeer给出，Grifiths对具有光滑表面的贯入虑闭塞效应。国内现有文献对挤土效应、闭塞效应仪阻力进行了分析。1979年发展了一套大应变的欧及其关系的研究非常少，针对这种情况，笔者结合工拉方程理论方法，Sikora、Kiousis等人进行了改进。程实际，着重对成桩效应进行分析。研究闭塞效应的主要理论有

5、：刚塑性理论、圆柱1现状分析孔扩张理论、球孑L扩张理论、混和理论以及Genoble对于沉桩引起的挤土效应的研究，主要包括土理论等。1967年，Perry和Handley提出了动力拱中孔压的产生及消散过程、桩周土体强度变化、土的效应。Kishida和Isemoto、Paikowsky等人根据大量的试验资料数据，进一步提出了以拱效应为基位移和桩的极限承载力的变化等方面，主要理论有圆孑L扩张理论、应变路径法、有限元法等。础的土塞力学机制。关于闭塞效应的理论判断方法具有代表性的有山原法、田岛法、小泉法等。圆孑L扩张理论(CEM)于1945年⋯首先被

6、提出2工程案例用于研究金属压痕问题，随后用于解决岩土力学问本工程案例为非洲某国家港口项目，打桩工程题，并得到迅速发展。1970年该理论被首次用于解可划分为引桥钢桩、码头钢桩和防波堤临时栈桥钢决桩贯人度问题，经过Vesic，Carter，Randolph等人桩，本文引用其引桥钢管桩部分数据。引桥共施打收稿日期：2011—07—15507根钢管桩，桩长l4．5～27．1m，由直径550mm，作者简介：栾桂涛(1973．)，山东人，工程硕士，高级工程师，研究方长度10m和10．5m两种钢管焊接而成。施工区域向：土木水利工程。地质勘测数据如表1所示

7、。第10期栾桂涛，等：基于港口工程案例的桩基承载力影响因素研究第38卷表1施工区域地质勘测数据续表＼＼试桩号41排42排43排桩侧极限摩桩端极限平均标贯土层一般埋藏阻力标准值阻力标准值参数＼1号4号1号4号1号4号＼击数Ⅳ／击深度／mqk／kPaqpk／kPa总锤击数l21O12291083l245499483冲程／em254．7264．7243．7254．7221．7219．7细砂13，6525挤土①粗砾砂1．5O52510．3910．399279．O256O565密度／％细砂181．540闭塞效应0．930．930．830．810．5O

8、0．5l②眦壳砾岩30．23．O60550系数③粉细砂25．O7．050500挤土效应1．O01．0O1．O01．000．63063系数④贝壳砾岩48．39．075900单桩极限