支盘桩的抗拔机理及承载力计算研究

【摘要】：支盘桩具有承载力高、适用范围广、经济效益明显等优点，其作为抗拔桩用于抗拔基础或抗浮设计，可带来可观的经济效益，在安全性能及降低工程造价上具有重要的意义。然而作为一种新桩型，支盘桩在抗拔方面的理论研究及工程应用都不多。这与学术界对支盘桩抗拔机理及工程性状方面的研究较少有密切的关系。因此，对支盘桩的抗拔开展研究是十分有意义的。 本文在阅读和综合分析了国内外相关文献的基础上，通过理论计算及系统的室内模型试验，对支盘桩的抗拔机理及承载力计算进行了研究。研究内容主要包括： 第一，在参考扩底桩抗拔破坏面形式的基础上，利用幂函数形式的滑移面假设并运用极限平衡法推导了单盘短桩的极限抗拔承载力计算公式。 第二，通过支盘桩在砂土中承受上拔荷载的三组室内模型试验，研究了盘数、盘的埋设深度、盘距对支盘桩在砂土中的抗拔机理及承载能力的影响。研究表明，同等条件下等直径桩的抗拔承载力小于支盘桩；当上覆土层减少时，等直径桩及支盘桩的抗拔承载力均出现大幅减小；同等埋设状况及加荷条件下，双盘桩的抗拔承载力随着盘距的增加而增大。 第三，对整个模型试验中涉及到的桩身受力及桩周土压力进行了分析研究。结果显示，在桩身受力方面：整个加载过程中，盘的阻力和侧摩阻力之间存在互补关系；盘距的不同直接关系到盘的承载能力的发挥，上、下盘承载能力的发挥有明显的时间效应。桩周土压力方面：桩底（盘底）有形成空腔的趋势并导致砂土产生卸荷情况。