基于离心试验的斜顶桩接岸结构负摩阻力研究

上海洋山港高桩码头后方接岸结构采用斜顶桩接岸结构,目前对该结构中斜顶桩、板桩的负摩阻力鲜有研究,且缺乏对负摩阻力主要产生原因的认识。为对接岸结构中各桩负摩阻力特性有较全面的认识,通过简化边界条件建立概化物理模型,利用土工离心试验来实测接岸结构在特定条件下的变形和受力情况。根据相关资料和试验数据,着重分析了结构和土体变形,进而分析各桩轴向力和负摩阻力沿桩深分布规律,并对负摩阻力产生的主要原因进行阐述,最后采用原型观测验证物模结果。试验研究结果表明:接岸结构各桩均在桩身一定范围内产生负摩阻力,其中性点位置与桩长比例范围约为0.63~0.75;且软黏土固结是斜顶桩接岸结构中桩基负摩阻力产生的主要原因。

软土固结的负摩阻力对斜顶桩接岸结构影响

上海洋山港高桩码头后方挡土结构采用斜顶桩接岸结构,目前软土固结对该结构的负摩阻力影响研究仍较缺乏。为对我国今后深水建港积累经验,采用有限元仿真技术,以洋山港一期工程斜顶桩接岸结构作为原型,分析施工期抛填成陆后各桩负摩阻力随软土固结发展的规律,并以原型观测数据验证了数模结果。研究结果表明:软土固结导致桩周土体发生相对桩基的竖向位移,在各桩表面产生负摩阻力,且软土固结主要发生于主固结阶段。在该阶段内,负摩阻力的发展具有时间效应,会在桩基表面形成下拉荷载,其对板桩、支撑桩的影响更大,建议采取多种措施削弱负摩阻力的不利影响。