低周反复荷载下沉箱-垫层-桩复合基础承载性能试验

摘要

沉箱垫层桩复合基础具有良好的承载性能以及隔震性能,并且施工简单,工程造价相对低廉,是一种适用于强震区域软弱土体地基的新型桥梁深水基础形式。为了研究沉箱-垫层-桩复合基础的水平承载性能及抗震性能,设计了复合基础试验模型,进行了4组复合基础的低周反复荷载试验研究,分析了复合基础的破坏形态,选取垫层厚度、竖向荷载、地基形式为变量,研究了复合基础整体的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、强度退化、耗能能力等,并通过在沉箱顶部设置位移计、桩身贴设应变片等测试方法,单独分析了试验过程中沉箱的沉降状态及下部桩体的受力状态。试验结果表明:复合地基的使用可有效提高基础的抗震性能;在相同的循环位移下,复合基础的水平承载力、强度、刚度随着垫层厚度的增加及竖向荷载的减小而降低;采用复合地基的基础单圈耗能能力更强,累积耗能更高;垫层厚度的增加对沉箱沉降及倾角控制影响并不明显;竖向力的减小会导致沉箱出现的倾角更大;复合地基会使沉箱的沉降更为均匀,沉降速率更慢,但对于倾覆控制影响不大;复合地基中的群桩以前排桩承担的水平荷载最多,中排桩次之,后排桩最少,中桩承担的水平荷载略高于边桩;桩身最大弯矩位置在40%~50%桩长处;垫层的存在有效地减小了桩体分担的水平荷载。