桩长对单桩沉桩阻力和承载力特性影响的模型试验

静压桩的应用越来越广泛,为明确桩长与沉桩和承载力特性之间的关系,基于室内模型试验,对砂土中不同桩长的模型桩沉桩全过程进行了分析研究。采用振弦式压力计、微型土压力盒和高精度位移计对沉桩时的压桩端阻力、卸载后的桩周土压力和桩体回弹量进行测量,揭示了桩长与单桩沉桩和承载力特性的关系。试验结果显示,利用端阻计有效测得沉桩过程中的压桩端阻力,在600 mm深度范围,压桩端阻力随沉桩深度和桩长的增大而近似线性增大的特性;微型界面土压力盒对桩周土压力的测量揭示了随桩长的增大卸载后的桩周土压力逐渐趋近于被动土压力;但在某一深度位置卸载后的桩周土压力随沉桩深度的增大而降低的变化规律。采用高精度位移计较准确测得卸载过程中的桩体回弹量,得到了桩体回弹主要发生在竖向与桩长有关;并且回弹量相对较小,约为桩长的0. 35%。此外,桩体加载过程中沉降随加载变化的速率与桩长相关,桩体的极限承载力随桩长增大而非线性增大。研究结果对于进一步明确桩长对沉桩特性和桩体极限承载力特性的影响机理具有重要工程意义。

沉桩速度对沉桩和承载力特性影响的模型试验研究

静压桩沉桩速度的选取直接影响沉桩施工效率和质量,高速沉桩有利于缩短施工工期,但不利于桩体的稳定性和承载力,低速沉桩有利于提高沉桩的质量,其缺点为会使得施工工期变长。为了避免由提高沉桩施工效率而带来的施工质量过度降低的现象,基于室内模型试验,在竖向荷载下对砂土中五种不同沉桩速度沉桩过程中动端阻力、桩周土压力,桩体竖向位移量及极限承载力特性的变化进行了分析研究。得到了适宜的沉桩速度有利于降低动端阻力和桩体竖向回弹量,且对桩周土压力和桩体极限承载力影响较小;桩周土压力和桩体的承载力均随沉桩速度的增加而降低,说明低速沉桩对于桩周附加应力的减小、桩周土体的密实度和极限承载力的提高具有显著的作用;桩体竖向回弹量与沉桩深度有关,约占沉桩深度的0.35%,而受沉桩速度影响较小,沉桩深度约为0.02%;桩体的极限承载力与其沉桩终压力基本相同,其比值随沉桩速度的增加而降低。研究成果对于进一步明确沉桩速度对沉桩质量的影响和提高施工效率具有重要的工程意义。