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后注浆超长钻孔灌注桩具有较好的承载性能,在软土地区(天津、上海等)的基础工程中得到广泛应用。但是,人们还不清楚超长桩的荷载传递机理,超长桩的理论研究远远落后于工程实践,现行的桩基技术规范不能有效地指导超长钻孔灌注桩的设计,因此迫切需要对超长桩的承载性能进行研究。
本文以天津地区某在建超高层的桩基静载试验为依托,对软土地区后注浆超长钻孔灌注桩的承载性能进行了研究,提出了一些结论。(1)超长桩的桩侧阻力和桩端阻力的发挥是异步的,侧阻先于端阻发挥,侧阻本身在各土层的发挥也是异步的。上部土层先达到极限摩阻力,随荷载增加,下部土层逐渐达到极限摩阻力;(2)由于超长桩的桩顶沉降量很大,应采用桩顶沉降量来确定极限承载力;(3)在设计荷载下桩端沉降量小,远未达到桩端阻力完全发挥所需要的沉降量,使得桩端阻力很少发挥,所以软土地区的超长桩为摩擦桩。
本文应用ABAQUS有限元软件,建立平面轴对称模型,土体和注浆土体采用Mohr-Coulomb模型,桩体采用弹性模型,模拟超长桩的桩项荷载一沉降量关系。结果表明,数值模拟结果与试验结果相近,验证了所取模型的正确性及适用性,可用于工程实践的校核。同时模拟不同桩长、桩径和注浆量对超长桩承载力的影响。结果表明,桩长、桩径和注浆量越大,超长桩极限承载力越大,但是存在着最优桩长和最优注浆量,当桩长和注浆量超过最优值时极限承载力增长缓慢,同时超长桩也存在最优桩径,当桩径超过最优值时会造成造价增加。