串珠状溶洞数量影响灌注桩顶部水平受拉特性试验研究

周德泉; 海军; 刘宏利; 高祁; 刘海龙; 桂海麒; 孙卫勇; 谢瑞庭; 朱沁; 周毅

doi:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024007

湖南大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (1) : 67 -78. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024007

串珠状溶洞数量影响灌注桩顶部水平受拉特性试验研究

周德泉, 海军, 刘宏利, 高祁, 刘海龙, 桂海麒, 孙卫勇, 谢瑞庭, 朱沁, 周毅

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摘要

采用室内模型试验，对比研究串珠状溶洞数量对灌注桩顶部水平受拉特性的影响，为岩溶强发育区嵌岩桩的水平承载力设计提供试验依据.结果表明：1)桩顶水平荷载相同时，上部土层段桩身水平位移、桩身弯矩（峰值）、桩侧土抗力随溶洞数量的增多而增大，单桩水平承载力随溶洞数量增多而明显减弱. 2)上部土层段桩身水平位移随桩顶水平荷载增大而增大，桩顶水平位移最大，嵌岩段很小甚至为0；弯矩M-深度z曲线整体呈抛物线形，桩身弯矩在土岩界面和上层溶洞与底板界面呈现2个峰值，弯矩的变化仅仅影响到上层溶洞及其底板，第2层溶洞及其以下的弯矩几乎为0，土岩界面弯矩最大、截面最危险；土抗力p-深度z曲线呈“凸肚”形. 3)溶洞数量增加，位置越高，p-y曲线越容易收敛，可以采用p/p_ub=α(y/y₅₀)^β拟合土层段的桩身p-y曲线.溶洞数量对α与β值变化幅度的影响较小，α与β值变化幅度体现p-y曲线随深度变化的敏感度，两者敏感度随溶洞数量增多而增大. 4)工程桩刺穿串珠状溶洞时，为了提高单桩水平抗拉能力，建议采用注浆法改善上部岩土性质，加大土岩界面处桩身配筋率，并将桩身嵌入上层溶洞底板一定深度，防止基桩在土岩界面处发生弯曲破坏.