开口管桩循环打入过程及竖向承载特性大比尺模型试验研究OA北大核心CSTPCD

深入认识桩打入过程的桩-土作用机制对准确计算打入桩的竖向承载力十分重要。为探究砂土中开口管桩在循环打入时桩-土作用机制及打桩结束后的竖向承载特性,开展了直径为0.273 m的开口钢管桩静压循环打入过程的大比例尺(1:10)模型试验,砂土的相对密实度约为40%,通过采用光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)应变传感器和薄膜压力传感器等先进监测手段,研究循环打桩过程中土塞高度、桩身应变、轴力和侧摩阻力以及桩-土界面应力变化规律。打桩结束后,进行了休止时间分别为10d和30d竖向受压静载试验。随后,将基于静力触探试验CPT的ICP-05法和UWA-05法预测桩竖向承载力与静载试验测量的承载力进行对比分析。结果表明:开口管桩在静压循环打入过程中土塞效应逐渐增强,贯入结束后土塞呈部分闭塞状态;随着贯入深度的增加,靠近桩尖的应变会出现“反点”,即由贯入最后阶段的压应变转为静止稳定阶段的拉应变,而桩尖处的应变在两个阶段均为拉应变;桩身径向应力在桩尖处最大,随着h/R(h为传感器距桩尖的高度,R为桩半径)的增加而逐渐减小,具有明显的h/R效应;休止时间为10 d和30 d的极限承载力分别为289 kN和323 kN,承载力提高约12%,桩承载力具有明显的时间效应;采用ICP-05法和UWA-05法预测桩尖附近的侧摩阻力被低估,而桩尖以上侧摩阻力与实测值吻合较好,ICP-05法和UWA-05法预测桩基承载力偏保守,UWA-05法更接近实测值。