抗拔桩和抗压桩受力性状异同性研究

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1、抗拔桩和抗压桩受力性状异同性研究张忠苗,吴庆勇,张广兴(浙江大学土木工程学系,杭州310027)摘要:针对抗拔桩荷载传递机理和承载性状的研究比较缺乏的现状,本文通过对杭州某工程软土地基中抗压、抗拔钻孔灌注桩静荷载试验和桩身轴力的实测资料分析,研究了抗压桩与抗拔桩受力性状的异同性,得出了不同的荷载作用机理。结果表明抗拔桩和抗压桩的侧阻、端阻存在很大的不同,抗压桩端部侧阻发生增强效应,而抗拔桩端部侧阻出现退化效应。关键词:抗拔桩;抗压桩;受力性状;异同性中图分类号:TU47311文献标识码:AAbstr

2、act:Thesimilaritiesanddifferencesoftilebehaviorsofstressesforupliftpilesandcompressivepilesarestudiedbasedonthein2situtestingresultsforthepilesundercompressiveloadsandtensileloadsinsoftsoil.Themechanismofstressesunderdifferentloadsisobtained.Theresults

3、indicatethatthelateralfrictionandendfrictionarequitedifferentfortheupliftpilesandcompressivepiles.Theimprovingeffectoccursforthelateralfrictionattheendofcompressivepiles,andthedegradationeffectappearsforthelateralfrictionattheendofupliftpiles.Keywords:

4、upliftpile;compressivepile;behaviorofstress;similarityanddifference1前言现今,随着高层建筑和基础工程的大量涌现,桩基的使用越来越多。对于抗压桩的受力性状和荷[1]载传递机理,前人已做了大量的研究。相比于抗压桩,抗拔桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理研[2,3]究不太成熟得多。大量的文献证明,抗拔桩和抗压桩的荷载作用机理是有所不同的,它们的桩侧摩阻力也是有所差异的。深入研究抗拔桩的受力性状,剖析它与抗压桩之间存在的差异,能更好的指导桩基

5、的施工和设计,这是本文研究的意义所在。本文以杭州某工程2根典型抗压桩和2根抗拔桩的静载试验结果为例,分析了软土地基抗压桩与图1试桩地质柱状图抗拔桩受力性状的异同性,并得到了一些有用的结211抗压桩静载Q—S曲线的分析论,相信这对桩基的设计施工有一定的借鉴作用。图2为2根抗压试桩的Q—S曲线,由图可知,抗压桩在荷载较小时,Q—S曲线变化平缓,随着2抗压桩的受力性状分析荷载慢慢增大,曲线的斜率也逐渐变大。这主要是2根抗压试桩的编号和长度见表1,试桩桩径因为抗压桩在小荷载情况下,桩身上部产生压缩都是120

6、0mm,桩身的混凝土强度为C45。工程建设量,桩与桩周土发生相对位移,导致桩侧摩阻的发场地的地层分布和各层土的土工参数如图1和表2挥。由于荷载较小,桩身发生弹性形变,因而Q—所示。S曲线基本上为线性变化。不过,随着荷载的增加,试桩参数表1侧阻不断往下发展,当桩端出现位移时,端阻开始桩号桩长(m)桩径(mm)Stu(mm)Sbu(mm)收稿日期:2005206221;修订日期:2005210212S146181200361449175作者简介:张忠苗(1961-),男(汉族),浙江宁海人,博S2461

7、51200351029127士,教授.4工程勘察JournalofGeotechnicalInvestigation&Surveying2006年第6期地基土物理力学性质指标表2岩土名称土层深度(m)重度Esqs(kPa)qp(kPa)杂填土019018素填土21251817416320塘泥314510淤泥质粘土10171619118216砾砂混粘性土1515331100粘土181819187125271000中砂混粘性土19192016301500粘土211419198124271000粉细砂25

8、1919516301500中粗砂43181719415328卵石5318502500图3S1试桩桩身轴力图4为试桩S1桩侧平均摩阻沿桩身分布的曲线图。可以看出,上部土层的摩阻力先于下部发挥作用,随着荷载的增加,下部土层的侧阻才逐渐发挥出来,其发挥是个异步的过程。极限摩阻力小的土层其摩阻力容易达到极限值。在接近极限荷载时,上部摩阻力已经趋于稳定,而下部摩阻力还远未完全发挥作用。分析其原因是由于桩侧土的摩阻力主要由桩土产生的相对位移引起的,桩上部变形较大,桩侧摩阻发挥较完