岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (4): 1088-1094.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1329

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于孔扩张理论的螺旋桩抗拔承载力计算分析

李青松1,文磊2,孔纲强2,高洪梅3, 4,申志福3, 4   

  1. 1. 江苏海洋大学 土木与港海工程学院,江苏 连云港 222005;2. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210098; 3. 南京工业大学 交通运输工程学院,江苏 南京 211816;4. 南京吉欧地下空间科技有限公司,江苏 南京 211816
  • 收稿日期:2020-09-03 修回日期:2020-11-18 出版日期:2021-04-12 发布日期:2021-04-25
  • 通讯作者: 文磊,男,1991年生,博士,工程师,主要从事桩基础与透明土试验技术方面的科研工作。E-mail: wenleihhu@163.com E-mail:jslqs@163.com
  • 作者简介:李青松,男,1974年生,硕士,副教授,主要从事软土地基加固、建筑物纠偏等方面的科研工作

Theoretical computation of the uplift bearing capacity of helical piles based on cavity expansion method

LI Qing-song1, WEN Lei2, KONG Gang-qiang2, GAO Hong-mei3, 4, SHEN Zhi-fu3, 4   

  1. 1. School of Civil and Ocean Engineering, Jiangsu Ocean University, Lianyungang, Jiangsu 222005, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China; 3. School of Transportation Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 211816, China; 4. Nanjing Geo Underground Space Technology Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu 211816, China
  • Received:2020-09-03 Revised:2020-11-18 Online:2021-04-12 Published:2021-04-25

摘要: 螺旋桩以其施工方便快捷、承载力好等技术优点在输电线路、光伏支架等工程基础中广泛使用;然而,既有螺旋桩抗拔承载力理论计算方法的误差仍相对较大。基于圆孔扩张理论,采用Tresca屈服准则修正了螺旋桩抗拔承载力计算方法;开展了砂土地基中螺旋桩抗拔承载力原型足尺试验,实测了不同类型螺旋桩的荷载?位移关系曲线,分析了其抗拔极限承载力;通过试验结果和既有文献实测数据的对比分析,验证了理论计算方法的准确性和可靠性。研究结果表明,锚盘的抗拔承载力系数随着首叶埋深的增大而变大,其上限值主要受土体的刚性指数约束;提出的螺旋桩抗拔极限承载力理论计算方法较传统计算方法精度有所提高,计算误差约为10%。

关键词: 螺旋桩, 抗拔承载力, 孔扩张理论, 足尺试验

Abstract: Helical piles are widely used in power transmission lines and photovoltaic engineering. It has many advantages, such as convenient construction, large bearing capacity, etc. However, the precision of the existing theoretical calculation method for estimating the uplift bearing capacity of the helical pile is still not satisfying. Based on the cavity expansion method, through the Tresca criterion, a modified approach to estimate the uplift bearing capacity of the helical pile was proposed. Full-scale model tests on the uplift bearing capacity of helical piles were carried out, and the tensile load-displacement response was measured. The uplift bearing capacity of the helical piles tested was obtained with consideration of different failure interpretations. Based on the comparison between the predicted uplift bearing capacity of the helical piles using the method proposed in this paper and the results obtained from the literature, the accuracy and reliability of the theoretical calculation method herein are verified. The results show that the uplift bearing capacity coefficient of the helical anchor increases with the increase of the buried depth of the first helix, and its upper limit value is mainly restricted by the rigidity index of the soil. Compared with traditional calculation methods, the theoretical calculation method in this paper is more accurate, which has about 10% calculation error.

Key words: helical pile, uplift bearing capacity, cavity expansion method, full-scale model test

中图分类号: 

  • TU 47
[1] 刘志鹏, 孔纲强, 文磊, 王志华, 秦红玉, . 砂土地基中倾斜螺旋桩群桩上拔与水平 承载特性模型试验[J]. 岩土力学, 2021, 42(7): 1944-1950.
[2] 戴国亮, 朱文波, 郭晶, 龚维明, 赵学亮, . 软黏土中吸力式沉箱基础竖向抗拔承载 特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 119-126.
[3] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[4] 周同和, 郜新军, 郭院成, 孙轶斌, . 下部扩大段复合桩抗拔承载力设计方法与试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3778-3782.
[5] 莫品强, 高新慰, 黄子丰, 马丹阳, . 下穿隧道开挖引起的挤土桩沉降控制分析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3823-3832.
[6] 熊晓荣,汤 华,廖明进,尹小涛,王东英, . 隧道锚“楔形效应”的室内模型试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 181-190.
[7] 崔 强,孟宪乔,杨少春,. 扩径率与入岩深度对岩基挖孔基础抗拔承载特性影响的试验研究[J]. , 2016, 37(S2): 195-202.
[8] 崔 强,周亚辉,童瑞铭,吉 晔. 上拔扩底基础与地基土体承载特性差异性分析[J]. , 2016, 37(S2): 476-482.
[9] 张 昕 ,乐金朝,刘汉东,. 砂土中群锚锚周土体变形特性模型试验研究[J]. , 2016, 37(S1): 240-248.
[10] 贺建清,肖 兰,张文勇,高文华,. 基于改进的Mohr-Coulomb强度准则下岩石锚杆极限抗拔承载力计算[J]. , 2016, 37(9): 2484-2488.
[11] 廖明进 ,王全才 ,袁从华 ,汤 华 ,张水华,. 基于楔形效应的隧道锚抗拔承载能力研究[J]. , 2016, 37(1): 185-192.
[12] 赵 赟 ,张陈蓉 ,凌巧龙 ,黄茂松 ,胡玉银,. 软土地区注浆成型螺纹桩抗拔承载力的计算[J]. , 2015, 36(S1): 334-340.
[13] 张 琰,郑卫锋,朱照清. 用于砂岩加固的锚杆的承载性能试验研究[J]. , 2015, 36(S1): 367-371.
[14] 常林越,王卫东,吴江斌. 基于极限承载力试验的扩底抗拔桩承载特性数值模拟分析[J]. , 2015, 36(S1): 657-663.
[15] 张继红 ,朱合华,. 抗拔桩极限平衡方程及其应用[J]. , 2015, 36(8): 2339-2344.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 唐明明,王芝银,马兰平,曾志华,张之沛. 油气管道穿越黄土冲沟的管线设计参数研究[J]. , 2010, 31(4): 1314 -1318 .
[2] 李俊才,纪广强,宋桂华,张 琼,王志亮,严小敏. 高层建筑疏桩筏板基础现场实测与分析[J]. , 2009, 30(4): 1018 -1022 .
[3] 魏 宁,李小春,王 燕,谷志孟. 城市垃圾填埋场甲烷资源量与利用前景[J]. , 2009, 30(6): 1687 -1692 .
[4] 牛文杰,叶为民,刘绍刚,禹海涛. 考虑饱和-非饱和渗流的土坡极限分析[J]. , 2009, 30(8): 2477 -2482 .
[5] 尹宏磊,徐千军,李仲奎. 膨胀变形对膨胀土边坡稳定性的影响[J]. , 2009, 30(8): 2506 -2510 .
[6] 王可良,刘 玲,隋同波,徐运海, 胡廷正. 坝体岩基-橡胶粉改性混凝土现场抗剪(断)试验研究[J]. , 2011, 32(3): 753 -756 .
[7] 林达明,尚彦军,孙福军,孙元春,吴锋波,刘志强. 岩体强度估算方法研究及应用[J]. , 2011, 32(3): 837 -842 .
[8] 吴 剑,冯少孔,李宏阶. 钻孔成像中结构面自动判读技术研究[J]. , 2011, 32(3): 951 -957 .
[9] 李 辉 ,晏鄂川 ,杨建国 ,吕 坤 . 库水条件下滑坡体与挡墙相互作用研究[J]. , 2012, 33(5): 1593 -1600 .
[10] 胡长明 ,梅 源 ,王雪艳 . 离石地区湿陷性黄土地基强夯参数的试验研究[J]. , 2012, 33(10): 2903 -2909 .