岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (1): 177-185.doi: 10.16285/j.rsm.2020.0550

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑桩底沉渣的随钻跟管桩竖向承载 特性模型试验研究

刘春林1, 2,唐孟雄1,胡贺松1,岳云鹏1, 3,侯振坤1, 2,陈航1   

  1. 1. 广州市建筑科学研究院有限公司,广州 广东 510440;2. 华南理工大学 土木与交通学院,广州 广东 510641; 3. 广州大学 土木工程学院,广州 广东 510006
  • 收稿日期:2020-05-06 修回日期:2020-10-09 出版日期:2021-01-11 发布日期:2021-01-06
  • 通讯作者: 岳云鹏,男,1995年生,博士研究生,主要从事桩基工程方面的研究工作。E-mail: yueyunpenggzu@163.com E-mail:liuchunlin2007@163.com
  • 作者简介:刘春林,男,1987年生,博士后,高级工程师,主要从事土与结构共同作用方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No. 51908225,No. 51678171);中国博士后科学基金项目(No. 2019M652899);广东省基础与应用基础基金项目(No. 2019A1515110836);广州珠江科技新星项目(No. 201806010095)。

An experimental study of vertical bearing capacity of DPC piles considering sediment effect at pile bottom

LIU Chun-lin1, 2, TANG Meng-xiong1, HU He-song1, YUE Yun-peng1, 3, HOU Zhen-kun1, 2, CHEN Hang1   

  1. 1. Guangzhou Institute of Building Science Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510440, China; 2. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510641, China; 3. School of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou, Guangdong 510006, China
  • Received:2020-05-06 Revised:2020-10-09 Online:2021-01-11 Published:2021-01-06
  • Supported by:
    This word was supported by the National Natural Science Foundation of China (51908225, 51678171), the China Postdoctoral Science Foundation Funded Project (2019M652899), the Basic and Applied Basic Research Fund of Guangdong (2019A1515110836) and the Peal River S & T Nova of Guangzhou (201806010095).

摘要: 随钻跟管桩施工不能完全清除桩底岩土沉渣,从而影响桩基端承力。为揭示桩底沉渣对随钻跟管桩承载力的影响机制,开展了考虑桩底沉渣影响的随钻跟管桩竖向承载特性模型试验研究。试验结果表明:在密砂地层中,具有桩端水泥土扩大头的随钻跟管桩,其桩顶荷载?沉降曲线为缓降型,而模拟试验的其他管桩均为陡降型;桩底沉渣降低随钻跟管桩的极限承载力在22%以内,且其桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担,承担占比超过90%;与存在一定厚度沉渣的钻孔灌注桩相比,随钻跟管桩的桩底沉渣对降低承载力的影响相对较小;靠近桩端的轴力随着沉渣厚度的增加而减小,沉渣越厚,减少的幅度越明显;桩端水泥土扩大头施工可提高随钻跟管桩约37%的承载力,且桩端阻比均小于15%。现场原位测试(桩长为15.5 m,长径比为15.50)和室内模型试验(桩长为1 m,长径比为15.87)结果均表明:存在桩底沉渣时,随钻跟管桩是以发挥侧摩阻力为主的端承摩擦型桩。研究成果有助于进一步加深对随钻跟管桩承载性状的认识。

关键词: 模型试验, 随钻跟管桩, 桩底沉渣, 桩基础, 承载性能

Abstract: The pile bottom sediments cannot be cleaned up completely during the construction process of drilling with pre-stressed concrete pile cased (DPC) piles, which may lead to the loss of bearing capacity of the pile. Model tests for DPC piles with consideration of the pile bottom sediment effect are carried out in this paper. The load-settlement curves of DPC piles with enlarged cement-soil pile end show slow-varying, while other tests of DPC piles with pile end sediments show sharply down. The influences of the sediment thickness and enlarged pile end on the vertical bearing characteristics are studied. Experimental results show that the pile end sediment has a certain impact on the vertical bearing capacity of the DPC pile, and its bearing capacity can be improved by around 22% after removing the sediments. Compared with the bored cast-in-place pile with a certain thickness of sediment, the sediment at the bottom of DPC piles has less effect on reducing the bearing capacity. Besides, DPC piles with expanded cement-soil pile end can increase the bearing capacity by 37% in approximation. The external load of the DPC piles with pile bottom sediments is generally borne by the pile side frictions for more than 90%, and the pile axial forces near the pile end become smaller with thicker sediments. In dense sand strata, the pile end resistance ratios of DPC piles are less than 15%. Both in-situ (pile length 15.5 m, pile length-diameter ratio 15.50) and indoor model test (pile length 1.0 m, pile length-diameter ratio 15.87) results show that DPC piles with pile bottom sediments are the type of end bearing friction piles. These research findings may provide a reference for further understanding the bearing characteristics of DPC piles.

Key words: model test, DPC pile, pile bottom sediment, pile foundation, bearing characteristics

中图分类号: 

  • TU 473
[1] 饶佩森, 李丹, 孟庆山, 王新志, 付金鑫, 雷学文, . 循环荷载作用下钙质砂地基土压力分布特征研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1579-1586.
[2] 沈扬, 冯照雁, 邓珏, 陈锴嘉, 许俊红, . 南海珊瑚砂地基承载力模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1281-1290.
[3] 张玉, 李大勇, 梁昊, 张雨坤, . 风电空心锥形基础水平承载特性 及土压力分布规律模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(5): 1404-1412.
[4] 陶志刚, 任树林, 郝宇, 李强, 付强, 何满潮, . 层状反倾边坡破坏机制及NPR锚索控制效果 物理模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 976-990.
[5] 张纪蒙, 张陈蓉, 张凯, . 砂土中大直径单桩水平循环加载模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 783-789.
[6] 杨军, 孙晓立, 卞德存, 邵继喜, . 基于平行地震波法探测桩基缺陷的试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(3): 874-881.
[7] 郑俊杰, 邵安迪, 谢明星, 景丹, . 不同填土宽度下设置EPS垫层挡土墙试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 324-332.
[8] 万志辉, 戴国亮, 龚维明, 高鲁超, 徐艺飞, . 钙质砂后压浆桩水平承载性状模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 411-418.
[9] 侯振坤, 唐孟雄, 胡贺松, 黎剑华, 张树文, 徐晓斌, 刘春林, . 随钻跟管桩竖向承载性能原位试验 与室内物理模拟试验对比研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 419-429.
[10] 肖捷夫, 李云安, 胡勇, 张申, 蔡浚明, . 库水涨落和降雨条件下古滑坡变形特征 模型试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 471-480.
[11] 任连伟, 任军洋, 孔纲强, 刘汉龙, . 冷热循环下PHC能量桩热力响应 和承载性能现场试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 529-536.
[12] 史江伟, 范燕波, 裴伟伟, 陈永辉, 张显, . 盾构下穿非连续管线变形特性及预测方法研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 143-150.
[13] 李建东, 王旭, 张延杰, 蒋代军, 刘德仁, 李盛, . 水蒸气增湿非饱和黄土热湿迁移规律研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 186-192.
[14] 徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[15] 刘润, 曹添铭, 陈广思, 张海洋, 李成凤. 插拔桩靴对临近桩靴承载力的影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2943-2952.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平,侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐速超,冯夏庭,陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[3] 张力霆,齐清兰,魏静,霍倩,周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[4] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[5] 卢 正,姚海林,骆行文,胡梦玲. 公路交通荷载作用下分层地基的三维动响应分析[J]. , 2009, 30(10): 2965 -2970 .
[6] 李 磊,朱 伟 ,林 城,大木宜章. 干湿循环条件下固化污泥的物理稳定性研究[J]. , 2009, 30(10): 3001 -3004 .
[7] 张明义,刘俊伟,于秀霞. 饱和软黏土地基静压管桩承载力时间效应试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3005 -3008 .
[8] 康厚荣, ,雷明堂,张谢东,赵杰华. 贵州省公路工程岩溶环境区划[J]. , 2009, 30(10): 3032 -3036 .
[9] 刘振平,贺怀建,李 强,朱发华. 基于Python的三维建模可视化系统的研究[J]. , 2009, 30(10): 3037 -3042 .
[10] 陈 松,徐光黎,陈国金,吴雪婷. 三峡库区黄土坡滑坡滑带工程地质特征研究[J]. , 2009, 30(10): 3048 -3052 .