涂层对钢管桩身负摩阻力影响的试验研究

发布时间：2020-03-31 17:32

【摘要】：桩基工程中,当地表有大面积堆载、地下水位骤降时,桩将相对于土产生向上的位移,负摩阻力问题随之涌现,往往影响到桩基的安全。工程中,常采用加载预压法、电渗法、套管法、涂层法等措施来降低、消除桩侧负摩阻力。涂层法因其经济性、有效性,被广泛应用。就目前而言,有关涂层法在工程实践中具体应用的相关研究尚存在较大不足,为确定实际应用中涂层的种类、厚度以及在桩身的施加范围,并充分认识堆载作用下涂层单桩及涂层群桩的工作性状,选用DSJ-2型电动四联等应变直剪仪,对工程中常见的桩体材料(混凝土、钢及木)、不同涂层材料(石油沥青、煤油沥青及环氧树脂)及不同涂层厚度(1mm~5mm),进行一系列土-结构及土-涂层-结构界面摩擦试验。基于试验结果及有限元分析,研究了土与不同结构在接触界面上的摩擦性状、不同堆载作用下涂层钢管单桩竖向承载特性及涂层钢管群桩中涂层的施加范围。主要结论有:(1)土与结构界面摩擦系数大小受结构、涂层及涂层厚度的影响;沥青类涂层可显著减小接触界面上的剪应力,宜作减摩涂层;当涂层为同一类型时,接触界面上的摩擦系数基本一致。(2)在桩体表面自桩顶至0.6l左右区域(负摩阻力区)施加沥青涂层,可显著减小桩侧负摩阻力、桩身下拉荷载及桩身轴力,对桩身弯矩及剪力没有太大影响;涂层单桩桩侧负摩阻力受涂层摩擦系数、涂层分布范围及堆载等级影响。(3)角桩和边桩工况下,桩身轴力最大值削减效果已非常显著,达10%左右,仅在角桩施加涂层为最佳布置方案。综合试验及有限元分析结果,对工程实践提出以下建议:在各角桩地表以下0~0.6l左右区域施加石油沥青涂层对削减桩侧负摩阻力效果最佳。
【图文】：

技术路线图

和桩端反力组成的支撑力。位移，桩侧摩阻力值为零。产生机理现在工程施工及使用阶段。给桩基基础，桩体在上部结周土与桩身在接触面上产生发生变化。当桩的竖向位移向上的摩擦力，并对桩顶的向位移较桩周土的竖向位移向荷载作用方向相同，称为竖向位移量相等，桩侧摩阻阻力为正，，如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU473.1

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本文编号：2609363