溶洞高度影响嵌岩桩轴力传递及桩侧超载响应试验

• 作者: 周德泉 张杨龙 曹勇 张红尘 谢瑞庭 杜鹏
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 基础工程 穿洞桩 岩溶 内力 单侧超载 模型试验
• 年，卷（期）: 2022,（7）
• 页码范围: 83-93
• 页数: 10页
• 分类号: TU318
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2022075

摘要

岩溶区基桩常刺穿不同高度的溶洞，承受桩顶竖向荷载或者单侧超载，但荷载传递机制尚不十分清楚.针对此状况，设计杠杆加载装置，测试刺穿不同高度溶洞桩顶部加载时的桩身应变及桩顶自由时单侧超载下桩身应变、土压力和侧移，获得穿洞桩的轴力传递规律和单侧超载响应.结果表明：1）桩顶竖向荷载作用下，基桩从土层或溶洞进入岩层前，轴力-深度曲线存在界面效应，即土层或溶洞底部的基桩轴力增长，增长率随荷载增大而增大.溶洞内的桩身轴力-深度曲线呈“凹缩”状，其凹缩幅度随桩顶荷载和溶洞高度增大而增大.2）单侧超载作用下，桩身侧移、土压力、弹性抗力和弯矩均随超载和溶洞高度增大而增大.桩顶压力为零时，桩顶侧移最大，随深度增大而减小.土压力和弹性抗力在土层段沿深度先增大后减小.嵌岩桩和穿过溶洞桩体的桩身弯矩先随深度增大而增大，在土层底部最大，进入岩层和溶洞后减小.3）基桩垂直和水平承载力均随桩身刺穿的溶洞高度增大而降低.冲击钻进形成的洞内桩段不易发生受压或弯曲破坏.单侧超载作用下，穿洞桩最可能绕土、岩界面转动，在土层底部发生弯曲破坏.工程中，建议加大上部土层段桩径和配筋率，将扩径段嵌岩，以提高基桩水平承载力.