DX桩抗拔承载机理试验研究

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多节旋挖挤扩灌注桩是一种新的非等截面桩基础。它是在传统钻孔灌注桩的基础上,使用专用的旋挖挤扩设备在桩底和桩身挤扩成盘状,然后浇灌混凝土后形成的由多个承力盘、桩身和桩端共同作用的新桩型。虽然该桩型在工程实践中已经开始大量的使用,但是在试验研究中对于桩的抗拔承载机理、侧阻、盘阻以及破坏模式等关键问题仍存在很多的争议,这是因为承力盘的存在导致盘、桩身和土之间的相互作用机理十分复杂,使得人们对于破坏模式和承载机理的认识还很不充分。本文旨在通过模型试验、粒子图像测速技术(PIV)等多种手段对DX桩的抗拔承载机理和破坏模式进行研究,掌握桩身、承力盘与土体的相互作用规律,为DX桩的抗拔承载力分析提供依据。本次实验研究主要工作和结论如下:  (1)与等截面桩相比较,DX桩无论是在控制上拔位移量和提高抗拔承载力方面,都有着非常明显的优势。  (2)通过不同盘角试验发现:承力盘角度的变化对抗拔承载力和侧阻的发挥有影响。盘角度较小时,对桩周土的影响区域就会减少,从而抗拔承载力就会降低;盘角度较大时,不仅对桩周土的影响区域产生影响,还会减少侧阻的有效发挥长度。因此,试验研究得出盘角度应以70°为宜。  (3)通过不同盘直径试验发现:承力盘直径对抗拔承载力的影响显著。盘直径增大,桩周土的影响区域就会扩大,从而DX桩承受的上拔荷载就会变大。不过,盘直径增加却会降低侧阻发挥的有效长度。  (4)通过不同盘间距试验发现:承力盘间距对抗拔承载机理和破坏机理影响显著。在抗拔承载机理方面,盘间距增大对提高抗拔承载力和控制上拔位移量效果显著,而且,随着盘间距增大,上下盘相互影响就会越来越小,从而上下盘能够越来越充分发挥作用,甚至下盘盘阻能够超过上盘。在破坏机理方面,盘间距的大小会影响桩的破坏形式,盘间距太小时,容易发生冲切破坏,表现为上盘下侧无空腔,盘间土体呈现出圆柱型破坏面,随着盘间距的增大,上盘下侧出现空腔,盘间土体没有发生剪切破坏。试验研究表明盘间距应大于2.5D为宜。  (5)通过不同首盘埋深试验发现:首盘埋深对抗拔承载力和破坏形式有非常明显的影响。盘埋深太小,抗拔承载力小,桩的破坏形式为冲切破坏,呈现出圆柱型;随着首盘埋深的增大,DX桩的抗拔承载力就会越来越大,桩的破坏形式也变为倒圆台型;继而随着首盘埋深的继续增大,破坏形式转变成漏斗型。所以,为了能够充分发挥首盘的作用,试验研究表明首盘埋深应至少为7d。
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