大直径超长桩承载特性有限元分析.pdfVIP

何 坤等：大直径超长桩承载特性有限元分析 75 大直径超长桩承载特性有限元分析 何 坤 ， 夏才初 ，何文勇 ， 邢皓枫 (1．同济大学地下建筑与工程系． 上海 200092；2．贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司． 贵阳 550000) 【摘 要】 以贵州晴兴线朵冲特大桥 100m深的钻孔灌注嵌岩桩为依托，利用Abaqus有限元数值分析，研究 了大直径超长嵌岩桩的承载力变化规律。通过有限元模拟分析发现，大直径超长嵌岩桩荷载一沉降曲线为缓变 型，其极限承载力应按桩顶沉降值控制 ，且桩身轴力曲线图显示桩身轴力 自上而下逐渐减小，80m以下桩身轴力几 乎为零，嵌岩段不受力。因此 ，大直径超长灌注桩在设计时宜按摩擦桩设计，不一定非要嵌岩。 【关键词】 嵌岩桩；有限元；承载力 【中图分类号】 TU473．1t 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2012)04—0075—02 关于嵌岩桩承载特性，国内外很多学者开展了相 石粉质粘土，卵石土，砂土，卵石土，漂石土，强风化灰 关的研究。Reese等…在第七届 国际土力学及基础工 岩，中风化灰岩。 ‘ 程会议上发表的一根嵌岩桩桩顶荷载随深度传递 的 (2) 围岩参数力学性质确定。为使计算分析所 实测曲线表明，桩端反力约 占总荷载的 15％～25％， 得的规律具有普遍性，不同土层和岩石力学参数主要 } 1 1 l ， ‘ 1 l 1 l 1 这使人们认为嵌岩桩是端承桩的传统观点受到置疑。 依据现行公路隧道设计规范提供的围岩力学参数，同 赵明华 等人认为对不同类型的嵌岩桩，应采取不同 时参照朵冲特大桥地质勘查报告，具体见表 1。桩基 的施工及检测方法，并推荐采用深井原位测试试验确 础采用 C30混凝土，力学性^质参O一数具O一体见O～表2一O。 O一0～ 定桩端基岩承载力。印长俊等 通过对2根大直径嵌 岩灌注桩(人工挖孔)加载前应变状态连续监测，发现 混凝土的干缩是残余应变的主要因素。浙江大学俞亚 南 对粗短人工挖孑L嵌岩桩承载性状实测数据进行 的分析表明：当桩身通过的地层条件较好时，粗短桩也 可属于摩擦型桩；桩端扩底对于完全端承型的嵌岩桩 ’。 。； 一 ‘ 单竿 巨 能较好的提高其承载能力。史佩栋等 通过研究国 ： ：9；÷ei’‘函扛i离葛善呈 ， !． ! 蟹 尊 守 内和国外共 150根嵌岩桩静载试验资料，发现嵌岩桩 ‘ 一 般均属摩擦桩 ，其桩侧总摩阻分担荷载 比随桩的长 径比的增大而增大。 现场实测对于嵌岩桩承载特性研究虽然是一种 较好手段，但其测试过程往往受到诸如施工条件、时 图1朵 冲特大桥BO桩地质断面不惹图 间、人力和外界等诸多因素的限制，因此 ，本文以贵州 朵冲特大桥嵌岩桩工程为依托，通过数值模拟手段探 2 承载特性的数值模拟分析 讨复杂地层下大直径超长嵌岩桩承载特性。 ’ (1) 数值建模。研究采用ABAQUS建立深长钻 1 工程概况 孔灌注嵌岩桩的二维有限元模型，模型采用轴对称结构 (1) 依托工程概况。朵冲特大桥地处贵州高原 分析，基桩采用线弹性模型，土体采用 Mo