岩层设承力盘的DX嵌岩桩承载特性模型试验

针对DX嵌岩桩承载特性研究相对比较滞后的问题,通过设置4组模型试验,分别研究嵌岩深度、承力盘盘径比、承力盘盘位对桩极限承载力、桩顶沉降的影响,并结合DX嵌岩桩与直孔嵌岩桩承载特性对比,对DX嵌岩桩承载力影响因素及承载机理进行分析.研究结果表明:承力盘盘径对DX嵌岩桩的承载特性影响最为显著,最优盘径比为2.5~3.0;竖向荷载作用下,DX嵌岩桩是一种摩擦端承桩,在荷载增加的过程中,DX嵌岩桩承力盘盘上侧摩阻力、盘阻力、盘下侧阻力、端阻力依次发挥作用;同等桩长,岩层设置承力盘的DX嵌岩桩承载特性优于同等条件的直孔嵌岩桩,DX嵌岩桩的承载力约为直孔嵌岩桩的1.5~1.7倍,且沉降控制效果更佳.

DX嵌岩桩失效机制试验研究

与直孔嵌岩桩相比,新型DX嵌岩桩具有造价低、沉降小、嵌岩少、承载力高、盘阻力与端阻力同步发挥等优势,在工程实践中得到成功应用。然而现场静载试验很难达到其承载极限,目前尚无DX嵌岩桩破坏的相关实例。为研究其失效机制,开展DX嵌岩桩破坏性模型试验,对其荷载沉降变形特性、桩周岩体附加应力分布规律进行分析。此外结合现场试验,建立三维数值模型,对加载过程中桩周最大主应力分布及塑性区演化过程进行分析。结果如下:(1)DX嵌岩桩Q-s曲线呈缓变型,具有明显的阶段特征;(2)桩体-岩土体承载体系呈渐进性破坏:加载初期承力盘能即时承担荷载并抑制桩顶沉降;随荷载增加,盘底岩体剪切破坏范围逐渐扩大,并达到其承载极限,桩端承担荷载增大,桩底压缩核不断挤压周围岩体,桩顶加速沉降。结合其荷载沉降特征及桩周岩土体附加应力分布及塑性区演化过程,将DX嵌岩桩失效过程分为四个阶段:弹性阶段、屈服前塑性阶段、屈服后塑性阶段及破坏阶段。

DX嵌岩桩承载特性现场试验研究

DX桩作为一种新型变截面桩,可有效提高单桩承载力、控制桩顶沉降,近年来得到广泛应用。本文介绍DX嵌岩桩首次代替直孔嵌岩桩的现场静载试验及工程应用研究。根据桩身钢筋应力计及桩底压力盒实测数据,对其荷载沉降特性及承载机理进行了分析。结果表明:(1)DX嵌岩桩Q-s曲线变化平稳,未呈现明显加速变形趋势;(2)承力盘位于强风化泥质粉砂岩表层或中层,盘阻力发挥较早,占总承载力比例达23.3%~31.6%,承载作用明显;此外,当侧阻力及盘阻力达到其承载极限时,端阻力能进一步发挥,占总承载力比例达26.2%~37.4%,桩身各部分能协调工作;(3)将该成果应用在广州太平洋广场及广西防城港钢铁项目中,采用Ф600 mm DX嵌岩桩代替Ф800 mm直孔桩,可提高单桩抗压承载力63%,减小嵌岩深度3~5 m,节约混凝土方量40%~50%,缩短施工时间40%以上,降低单桩造价31%~37%,经济效益十分显著。

DX嵌岩桩承载特性模型试验研究

新型DX嵌岩桩通过在强风化岩层设置承力盘、将桩端置于中风化岩表层，充分挖掘了强风化岩层的端承潜力，桩端阻力亦能较早发挥。与直孔嵌岩桩相比，具有高承载力低沉降、造价节约、工期缩短等优势，在广东、广西等地得到广泛应用，经济效益显著。然而现场静载试验难以达到其承载极限，目前对于DX嵌岩桩承载机理认识尚未充分。为研究极限荷栽下DX嵌岩桩承载特性，依托于防城港钢铁原料厂项目，通过3组18根桩的DX嵌岩桩与直孔嵌岩桩模型试验，对其荷载传递特性及承载机理进行了研究。结果表明：①Dx嵌岩桩Q-s曲线呈缓变型；②同等条件下，DX嵌岩桩极限承载力较直孔嵌岩桩提高118％～131％；当直孔桩嵌岩深度增加时，Dx嵌岩桩承载力仍较其提高56％～64％；③单个承力盘在加载初期承担桩顶荷载百分比迭30％～33％，同时桩端承担荷载百分比达14％～16％；随荷载增加，承力盘底部岩体发生局部破坏，盘阻力增长速率逐渐减小，端阻力则加速增长；极限荷栽下，盘阻力占总承载力百分比下降至20％～22％，端阻力占总承载力百分比增长至36％～38％，与现场试验结果较为一致。