岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (12): 3577-3586.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0347

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劲性复合桩挤土效应及承载力作用机制研究

朱锐1, 2,周峰1,陈廷柱3,邓亚光4   

  1. 1. 南京工业大学 交通运输工程学院,江苏 南京 211816;2. 陆军工程大学 爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室,江苏 南京 210007; 3. 南京江北公用建设工程有限公司 江苏 南京 211800;4. 江苏劲桩基础工程有限公司,江苏 南通 226000
  • 收稿日期:2023-03-20 接受日期:2023-07-24 出版日期:2023-12-20 发布日期:2023-12-21
  • 通讯作者: 周峰,男,1979年生,博士,教授,博士生导师,主要从事桩土共同作用方面的研究工作。E-mail: zhoufeng@njtech.edu.cn E-mail: zhurui@njtech.edu.cn
  • 作者简介:朱锐,男,1992年生,博士,讲师,主要从事深基础工程静动力特性、岩土工程防护技术方面的研究工作。
  • 基金资助:
    江苏省自然科学基金(No.BK20220356);国家自然科学基金(No.51778287)。

Soil squeezing effect and bearing mechanism of strength composite pile

ZHU Rui1, 2, ZHOU Feng1, CHEN Ting-zhu3, DENG Ya-guang4   

  1. 1. College of Transportation Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 211816, China; 2. State Key Laboratory of Disaster Prevention & Mitigation of Explosion & Impact, Army Engineering University of PLA, Nanjing, Jiangsu 210007, China; 3. Nanjing Jiangbei Public Construction Engineering Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu 211800, China; 4. Jiangsu Strength Composite Pile Foundation Co., Ltd., Nantong, Jiangsu 226000, China
  • Received:2023-03-20 Accepted:2023-07-24 Online:2023-12-20 Published:2023-12-21
  • Supported by:
    This work was supported by the Natural Science Foundation of Jiangsu Province (BK20220356) and the National Natural Science Foundation of China (51778287).

摘要: 劲性复合桩施工工艺复杂,为了明晰其成桩过程中的挤土效应及荷载传递机制,开展了劲性复合桩挤土效应试验、静力触探试验研究,描述了劲性复合桩成桩过程中桩周土体孔隙水压力、总应力、有效应力的变化情况,探讨了劲性复合桩承载力形成机制。试验结果表明:劲性复合桩挤土效应沿桩径方向逐渐减小,沿桩长方向逐渐增大;在劲性复合桩成桩过程中,周围土层的有效应力增长了12%~63%,桩侧摩阻力也因此显著提升;锥尖阻力、侧壁阻力则分别提高了13%~84%、8%~97%。同时,劲性复合桩通过多种不同强度材料的组合,沿桩径方向依次形成了承载力递减的4个受力构件,实现了比常规桩基均质材料更好的承载效能,本质上是契合了桩顶荷载沿桩径方向、桩长方向引起的桩身剪切应力、压缩应力均会逐渐衰减的特性,这也是劲性复合桩显著经济优势的来源。

关键词: 劲性复合桩, 挤土效应, 承载力, 有效应力, 桩-土共同作用

Abstract: The construction technology of strength composite pile is very complex. In order to understand the soil squeezing effect and load transfer mechanism in the piling process, the soil compaction effect test and static cone penetration test of strength composite pile were conducted, and the changes of pore water pressure, total stress and effective stress of soil around the strength composite pile were studied. The test results showed that the soil squeezing effect of strength composite pile decreased gradually along the diameter and increased gradually along the length. In the piling process, the effective stress of the surrounding soil layer increased by 12%−63%, and the side friction resistance of pile increased significantly. The tip resistance and side resistance increased by about 13%−84% and 8%−97%, respectively. Additionally, four load-bearing members with decreasing bearing capacity were formed along the pile diameter through the combination of a variety of strength materials, which realized a better bearing efficiency than that of conventional piles with homogeneous materials. It is consistent with the characteristics that the shear stress and compressive stress of piles caused by the pile top load along the diameter direction and length direction will gradually decay, which is also the source of the significant economic advantage of the strength composite pile.

Key words: strength composite pile, soil squeezing effect, bearing capacity, effective stress, pile-soil interaction

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