水閘基礎灌注樁豎向承載力的判定方法對比研究

蘇曉棟，孟星宇，李 致，何建新，陳燦明

(1.南京水利科學研究院， 江蘇 南京 210029；2.水利部水科學與水工程重點實驗室， 江蘇 南京 210029)

建筑物的基礎處理中，灌注樁具有地質適應性強、施工技術成熟、成本較低等優點廣泛應用于橋梁、水利水運及房建工程中。鉆孔灌注樁最大樁徑可達4.5 m，最大樁長可達125 m。應用于水利工程的水閘基礎灌注樁的樁徑一般為0.6 m～1.5 m，樁長20 m～30 m左右[1-2]。目前對于灌注樁承載力確定主要靜載試驗、高應變、自平衡和基于地勘資料的經驗估算法等，由于靜載試驗法雖然準確可靠，但試驗時間長，成本相對大，代表性差，受試驗設備限制，僅用于鉆孔灌注柱承載力的檢驗。隨著計算機技術的發展，已有學者通過有限元對缺陷灌注樁加固處理后的承載力進行分析[3-5]。為探索達到一定精度、經濟、快速的鉆孔灌注樁承載力確定方法，以某水利工程節制閘底板的兩根灌注樁為對象，分別采用ABAQUS有限元數值分析、現場高應變試驗及根據地勘資料采用規范方法推求的承載力進行對比分析，為灌注樁在軟土地基中的優化設計和推廣運用提供技術支撐。

1 基于ABAQUS的數值模擬分析

1.1 有限元模型

采用ABAQUS有限元軟件計算分析節制閘基礎底板兩根灌注樁豎向承載性能(1#、2#灌注樁)，樁徑0.80 m、樁長32.04 m、混凝土強度等級C25，灌注樁樁底持力層位于黏質粉土層。1#、2#灌注樁經反射波法和高應變法檢測，樁身完整，為I類樁。鋼筋混凝土灌注樁采用線彈性本構模型，強度等級C25。地基土體采用Mohr-Coulomb彈塑性本構模型，以灌注樁鄰近的鉆孔土層物理力學指標作為土體模型參數[6-8]。……