直径850 mm振动沉管灌注桩沉桩过程数值模拟研究

摘要

振动沉管灌注桩由于其承载能力高,沉降量低等诸多优点被广泛应用于各类建筑工程,目前已经投入使用的振动沉管灌注桩最大直径是600 mm,基于天水客机改装货机项目中所采用的最大桩径为850 mm的振动沉管灌注桩现场施工进行实例分析。采用数值模拟的方法,通过建立三维有限元模型,模拟振动沉管灌注桩沉桩过程,得到了沉桩时桩侧土体的应力场、位移场和沉桩阻力的变化规律,通过加载和渗流条件下模拟黄土的湿陷过程,预测湿陷量。结果表明,桩体下沉是因为土体的剪切破坏而使得桩体贯入,在沉桩的过程中,桩侧土体的应力值不断增大,且桩端附近土体应力值明显大于其余处土体的应力值;通过桩顶设置位移值可以近似模拟沉桩过程并容易收敛,模拟值与实际值近似;沉桩阻力曲线近似为双折线。黄土湿陷性模拟结果表明,沉降过程中土体区域的水平位移较小,以竖向位移为主,离桩近的位置土体沉降较小,说明采用灌注桩对湿陷性黄土的沉降具有抑制作用。数值模拟结果可为大直径桩的施工提供一定的指导。