碎石桩单桩和多桩荷载传递方式的实验研究

摘要

在自行设计加工的二维实验设备上,应用杠杆–砝码加载系统和应力环直接测量桩底压力的方法,研究桩长对碎石桩单桩及多桩(三桩)荷载传递方式的影响。碎石桩材料为白色水磨石子(大理岩),平均粒径0.75cm;桩间土为人工调制的一定含水量的兰州黄土和沙坡头细砂按体积比3∶1混合而成。实验给出了碎石桩的临界桩长效应,即长度小于临界桩长的短桩和大于临界桩长的长桩的荷载传递方式不同,短桩主要靠桩底土体承受顶部荷载,而长桩主要靠桩顶拱结构和桩间土承受顶部荷载,这决定了短桩和长桩不同的破坏模式,即短桩的桩身刺入破坏和长桩的顶端拱结构鼓胀坍塌连带桩间土楔形剪出的破坏。与单桩相比,多桩的顶部压力对其底部压力存在交叉叠加影响,并且多桩及其桩间土之间的相互作用可以有效减小临界桩长,在桩较短时就能使桩顶端的拱结构生成并趋于稳定。研究结果说明,需对短桩和长桩分别建立不同的承载力计算公式。