汪国烈黄雪峰大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形特征地基处理方法和桩基承载性状研究课件.ppt

1. 大厚度自重湿陷性黄土场地概况 试验场地的地质概况 试验场地位于宁夏固原七营镇，地处黄河一级支流清水河Ⅲ级阶地中部，场地地层分为上下2层： 上部为黄土层，厚35m，属自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅳ级； 下部为壤土层，厚大于25m，属非湿陷性土层。 该场地的地下水位深度大于60m。 现场大面积浸水试验概况 现场试验浸水试坑平面尺寸为110m×70m，是迄今为止国内规模最大的现场浸水试验。 试坑深1m，坑内打渗水孔，渗水孔直径150cm，孔深23 m，孔距5.0 m，孔内填入碎石或砂砾石。 浸水时，水头保持在0.5 m以上；持续观测224d。 浸水后的地面沉降 试坑周围裂缝开展情况 中期试坑周围的地面裂缝开展情况 裂缝形成的错台（最大39cm） 裂缝的水平宽度（最大40cm） 1号点试验桩布置（天然状态下试验） 2号点试验桩布置 （分天然状态和饱和状态两种情况） 悬吊法试桩(ZH5) 浸水试坑和沉降观测点布置 桩基试坑浸水时的状况 加荷的千斤顶与钢梁 分层沉降观测点埋设状况 试验成果及分析 1）无摩擦桩、空底桩和摩擦端承桩在天然状态下的正摩阻力和端阻力较高，饱水状态下单桩极限承载力不到天然状态下的一半；负摩阻力最大值为33 kPa。 2）实测负摩阻力远高于黄土规范建议的负摩阻力值。且负摩阻力的数值与场地的湿陷类型、湿陷量的大小无明确对应关系， 3）非自重湿陷性黄土场地的负摩阻力不能被完全忽略。 单桩ZH2摩阻力Q-S曲线（桩底脱空，无端阻力） 桩身极限摩阻力为 63kPa 单桩极限承载力试验与荷载传递特性 天然状态下单桩ZH3的Q-S曲线 单桩极限承载力为 8400kN 天然状态下ZH3桩身轴向力的传递特征 ZH3桩身应变随桩顶荷载的变化（滑动测微计） ZH3桩身应变随桩顶荷载的变化（钢筋应力计） ZH3轴向力和摩阻力（滑动测微计） ZH3轴向力和摩阻力 （ 钢筋应力计） ZH3桩侧摩阻力、端阻力与桩顶荷载关係 在极限状态下，摩、端阻力分配比例关系接近6：1 摩阻力 端阻力 ZH3桩顶沉降和桩身弹性压缩变形与荷载关係 桩顶沉降(黑)和桩身弹性压缩变形(红)接近 桩顶沉降 弹性压缩 ZH3桩竖向承载力与端阻力、摩阻力取值 在天然状态下，该试桩竖向极限承载力为8400kN。 极限端阻力为1550kPa，与ZH1测得的1600kPa很接近。 正摩阻力的平均值为66 kPa ～81kPa，大于由ZH2测得的63kPa。 试验结果表明：采用不同的试验方法，结果是不同的，不可忽视端阻力对摩阻力的影响。 饱和状态下 单桩竖向静载荷试验与荷载传递特征 桩顶无载、饱和状态下，ZH3桩身应变随时间的变化过程 （滑动测微计） （滑动测微计） ZH3的轴力、摩阻力随时间的变化 饱和状态下ZH4桩的Q-S曲线 浸水沉降 ZH4桩的极限承载力为4400kN ZH4桩身轴向力的传递特征 天然状态下（钢筋应力计实测） 天然状态下（钢筋应力计实测） ZH4桩身轴向力的传递特征 桩顶荷载恒定、饱和状态下桩身应变随时间的变化 （钢筋应力计实测） ZH4桩身轴向力的传递特征 桩顶荷载恒定、饱和状态下（钢筋应力计实测） ZH4桩身轴向力的传递特征 桩顶荷载恒定浸水饱和状态下桩身应变随时间的变化 （滑动测微计实测） ZH4桩身轴向力的传递特征 桩顶荷载恒定、饱和状态下桩身应变随时间的变化 （滑动测微计实测） ZH4桩身轴向力的传递特征 ZH4桩饱和状态端阻力与摩阻力的发挥特征 （桩侧摩阻力、端阻力分担桩顶荷载的比例） 饱和极限状态下摩、端阻力分配比例关系接近2：1 摩阻力 端阻力 ZH4桩顶沉降与桩身弹性压缩变形 浸水沉降 在天然状态，桩顶位移（黑）接近桩身压缩（红） 在饱和状态，因桩端土湿化沉降，二者分离 桩顶沉降 桩身压缩 悬吊法测桩身负摩阻力与浸水时间的关系 浸水期间 停水期间 ZH3、ZH4、ZH5负摩阻力和中性点位置及 变化的试验结果对比 22 悬吊法 ZH5 19 22.8 35 电阻式 钢筋应力计 桩顶施加稳定荷载(1600kN) 18 25.8 58 滑动测微计 ZH4 电阻式 钢筋应力计 桩顶无荷载 19 46 80 滑动测微计 ZH3 平均值 最大值 备注 中性点位置 (m) 负摩阻力(k