現(xiàn)澆薄壁管樁(PCC)水平受力特性室內(nèi)試驗(yàn)研究

1、現(xiàn)澆薄壁管樁（現(xiàn)澆薄壁管樁（PCC）水平受力）水平受力特性室內(nèi)試驗(yàn)研究特性室內(nèi)試驗(yàn)研究 河海大學(xué)巖土工程研究所 2006. 5. 25馬志濤馬志濤一、試驗(yàn)?zāi)康?通過室內(nèi)試驗(yàn)初步了解現(xiàn)澆混凝土薄壁管樁在水平荷載作用下的受力特性。二、試驗(yàn)內(nèi)容 單樁水平受力特性分析 樁徑、樁長(zhǎng)對(duì)受力特性的影響 分層土對(duì)受力特性影響 現(xiàn)澆薄壁管樁與相同截面積的實(shí)心圓樁、實(shí)心方樁的對(duì)比分析三、試驗(yàn)方法 試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒墼囼?yàn)?zāi)Ｐ筒墼囼?yàn)主要在一個(gè)由槽鋼焊接而成的模型槽中進(jìn)行，模型槽的長(zhǎng)為1.6m，寬為0.9m，高為1.2m。圖圖1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒墼囼?yàn)?zāi)Ｐ筒?試驗(yàn)用土試驗(yàn)用土試驗(yàn)用土主要為細(xì)砂，土的粒徑分布如圖2所示，其他主要參數(shù)見表

2、1彈性模量ES(MPa)內(nèi)摩擦角 /()密度(g/cm3)含水率(%)12.5381.5250.070.52表1 砂土參數(shù)表圖2 粒徑分布圖 試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆对囼?yàn)?zāi)Ｐ蜆?樁身材料為1:2的水泥砂漿澆注而成，現(xiàn)澆管樁的壁厚均為15mm，樁身加直徑4mm細(xì)鋼筋，配筋率約為1.65%。模型樁與原型樁的幾何尺寸比約為1:10，模型樁的主要參數(shù)見表2。其中樁身的抗彎剛度EI是利用簡(jiǎn)支梁法實(shí)測(cè)得到的。樁號(hào)參數(shù)1#2#3#4#5#6#截面尺寸(外徑/內(nèi)徑)(mm)80/ 5050/ 20625555樁長(zhǎng)(mm)1000100080060010001000EI值（kN.m2）10.71802.87822.87822

3、.87824.81607.4519表2 模型樁參數(shù)表 加載及量測(cè)裝置加載及量測(cè)裝置水平荷載主要通過鋼絲繩、滑輪由砝碼砝碼施加；樁泥面處的水平位移由百分表百分表測(cè)得，樁前后土壓力由豎向埋設(shè)的土壓力計(jì)量測(cè)。加載測(cè)量系統(tǒng)如圖3所示；樁身測(cè)點(diǎn)應(yīng)變由靜態(tài)應(yīng)變儀（如圖4）測(cè)得；圖3 試驗(yàn)加載測(cè)量裝置示意圖圖4 DH3816靜態(tài)應(yīng)變議試驗(yàn)用土壓力計(jì)百分表模型槽滑輪砝碼模型樁砂土四、試驗(yàn)結(jié)果分析1）PCC單樁受力特性分析 (D=50mm）圖4.1.1 泥面處荷載位移關(guān)系7979. 1055HEy圖4.1.2 荷載位移關(guān)系對(duì)數(shù)表示圖4.1.3 樁身轉(zhuǎn)角圖4.1.4 樁身位移變化圖4.1.5 樁前土壓力圖4.1.

4、6 樁身彎矩最大彎矩的位置約位于樁長(zhǎng)的1/3處。最大彎矩與荷載成冪函數(shù)關(guān)系變化。圖4.1.7 最大彎矩與荷載關(guān)系7068. 0max363.35HM2）樁長(zhǎng)對(duì)受力特性影響分析圖4.2.1 樁長(zhǎng)對(duì)彎矩的影響圖4.2.2 樁長(zhǎng)對(duì)樁身位移的影響圖4.2.3 樁長(zhǎng)對(duì)泥面水平位移的影響(D=50mm)3）樁徑對(duì)受力特性影響圖4.3.1 樁徑對(duì)泥面位移影響圖4.3.2 樁徑對(duì)彎矩影響4）管樁與等截面實(shí)心圓樁方樁對(duì)比圖4.4.1 樁身彎矩比較圖4.4.2 樁身位移比較圖4.4.3 樁頭泥面位移比較相同條件下，相同條件下，ypcc約約為實(shí)心方樁的為實(shí)心方樁的605）不同土層單樁受力特性圖圖4.5.2 均質(zhì)土與

5、分層土泥面位移比較均質(zhì)土與分層土泥面位移比較圖圖4.5.1 分層土樁身位移分層土樁身位移圖4.5.3 分層土樁身彎矩圖4.5.4 分層土樁前土壓力分布五、結(jié)論 通過以上試驗(yàn)結(jié)果分析可以看出：1)在水平荷載作用下，單樁泥面處的位移隨荷載以近似冪函數(shù)的關(guān)系，呈非線性關(guān)系變化；2）樁體的位移和彎矩主要發(fā)生在樁的上部，約為樁長(zhǎng)1/3部分；3）樁身最大彎矩隨荷載也呈非線性變化，兩者呈近似冪函數(shù)關(guān)系；4）相同條件下，隨樁長(zhǎng)的減小，樁在泥面處的位移隨之增加；樁最大彎矩位置逐漸向深處發(fā)展，但最大彎矩值變化不大；5）相同條件下，隨樁徑的減小，泥面位移明顯增加，最大彎矩位置向泥面發(fā)展。6）與等截面面積的實(shí)心灌注方樁和圓樁相比，由于管樁直徑較大，