郎瑞卿，孫立強(qiáng)，閆澍旺，林 澍，陳 浩，任宇曉
（天津大學(xué) 水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）
摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁（PTC）管樁復(fù)合地基作為常見(jiàn)的基礎(chǔ)型式在軟土地區(qū)具有良好的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。在實(shí)際工程中，復(fù)合地基下臥層附加應(yīng)力的確定一直是重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此對(duì)PTC管樁復(fù)合地基應(yīng)力擴(kuò)散效應(yīng)的研究具有十分重要的意義。針對(duì)天津軟土地區(qū)進(jìn)行了3組不同墊層厚度的復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)，基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)建立并驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法，對(duì)比研究了該型式復(fù)合地基的承載特性；通過(guò)已建立的數(shù)值模擬方法研究了不同工況下PTC管樁復(fù)合地基的應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象，結(jié)合復(fù)合地基應(yīng)力擴(kuò)散理論確定了擴(kuò)散角的取值范圍，分析了土質(zhì)、加固深度和外荷載對(duì)擴(kuò)散角的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果可為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
關(guān) 鍵 詞：PTC管樁復(fù)合地基；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；應(yīng)力擴(kuò)散；承載機(jī)制
1 引 言
目前，復(fù)合地基在我國(guó)土木工程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。作為基礎(chǔ)工程學(xué)的重要內(nèi)容，復(fù)合地基的發(fā)展與創(chuàng)新促進(jìn)了基礎(chǔ)工程學(xué)的發(fā)展，PTC管樁復(fù)合地基是其重要的組成部分。然而在實(shí)際工程中根據(jù)已有的計(jì)算方法得到的沉降值與實(shí)測(cè)值相差較大，且由于PTC管樁復(fù)合地基中設(shè)置的加固體不同，其承載機(jī)制與其他復(fù)合地基也不完全相同。
隨著基礎(chǔ)工程的不斷發(fā)展，學(xué)者們針對(duì)剛性復(fù)合地基的工作性狀進(jìn)行了不同程度的研究，且取得了許多有價(jià)值的成果：楊濤[1]基于加固前后下臥層附加應(yīng)力的有限元模擬和模型試驗(yàn)成果，提出了下臥層壓縮量的計(jì)算方法；吳慧明等[2]通過(guò)水泥攪拌樁復(fù)合地基模型試驗(yàn)，研究了樁體荷載集中系數(shù)、樁土應(yīng)力、地基破壞機(jī)制；徐洋等[3]運(yùn)用彈性地基梁理論推導(dǎo)了復(fù)合地基附加應(yīng)力擴(kuò)散系數(shù)的簡(jiǎn)化公式；劉麗萍等[4]利用半解析數(shù)值計(jì)算原理研究了復(fù)合地基的加固效果及沉降影響因素；易耀林等[5]通過(guò)三維有限差分方法分析了釘形攪拌樁復(fù)合地基參數(shù)對(duì)附加應(yīng)力擴(kuò)散的影響，提出了下臥層附加應(yīng)力的計(jì)算模型；鄭俊杰等[6]通過(guò)數(shù)值模擬方法對(duì)復(fù)合地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散模式進(jìn)行了研究，并給出了應(yīng)力擴(kuò)散角的取值建議；亓樂(lè)等[7]通過(guò)多組復(fù)合地基室內(nèi)模型試驗(yàn)，研究了加固體和下臥層的荷載傳遞規(guī)律；張敏靜等[8]根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地基沉降計(jì)算系數(shù)進(jìn)行了修正。以上研究成果對(duì)復(fù)合地基的發(fā)展具有良好的參考價(jià)值，但由于PTC管樁復(fù)合地基的加固體不同，其承載機(jī)制和應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象等問(wèn)題并沒(méi)有明確的結(jié)論。
本文基于天津?yàn)I海新區(qū)3組PTC管樁復(fù)合地基靜載試驗(yàn)，研究了該復(fù)合地基的承載特性，建立并驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法，運(yùn)用該方法確定了不同地質(zhì)條件下復(fù)合地基下臥層附加應(yīng)力擴(kuò)散角取值，進(jìn)一步分析了土體參數(shù)、加固深度、外荷載等因素對(duì)擴(kuò)散效應(yīng)的影響，對(duì)實(shí)際工程有一定的指導(dǎo)意義。
2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)方案
試驗(yàn)方案共3組，每組包括兩次平行試驗(yàn)，如表1所示。各方案中樁長(zhǎng)均為18 m，鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力管樁外徑均為400 mm，壁厚均為50 mm。
表1 試驗(yàn)方案
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試驗(yàn)組別
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試驗(yàn)編號(hào)
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墊層厚度/cm
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樁帽尺寸
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長(zhǎng)/m
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寬/m
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A
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1
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0
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1.5
TOP
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評(píng)論 （0）