吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (4): 1291-1304.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20220341

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

层状土中静压桩连续贯入现场试验与数值模拟

吴泽坤1,何来胜2,白晓宇1,麻栋栋3,牛永昌4,赵广5,桑松魁1,闫楠1,张明义1#br#   

  1. 1.青岛理工大学土木工程学院,山东 青岛 266520
    2.中国建筑第五工程局有限公司,长沙 410004
    3.中铁建设集团有限公司,北京 100040
    4.青岛市地铁规划设计院有限公司,山东 青岛 266035
    5.中冶东方工程技术有限公司,山东 青岛 266555
  • 收稿日期:2022-12-15 出版日期:2024-07-26 发布日期:2024-07-26
  • 通讯作者: 白晓宇(1984-),男,教授,博士生导师,主要从事地基与基础工程及城市地下工程方面的研究,E-mail: baixiaoyu538@163.com
  • 作者简介:吴泽坤(1998-),男,硕士研究生,主要从事岩土与基础工程方面的研究,E-mail: 1099557566@qq.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51778312,51708316);山东省自然科学基金重点项目(ZR2020KE009);山东省博士后创新项目(201903043)

Field Test and Numerical Simulation of Continuous Penetration of Jacked Pile in Layered Soil

Wu Zekun 1, He Laisheng 2, Bai Xiaoyu 1, Ma Dongdong 3, Niu Yongchang 4, Zhao Guang 5, Sang Songkui, Yan Nan, Zhang Mingyi#br#   

  1. 1. School of Civil Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, Shandong, China
    2. The Fifth Bureau of China State Construction Engineering Corporation, Changsha 410004, China
    3. China Railway Construction Group Co., Ltd., Beijing 100040, China
    4. Qingdao Metro Planning and Design Institute Co., Ltd., Qingdao 266035, Shandong, China
    5. Beris Engineering and Research Corporation, Qingdao 266555, Shandong, China
  • Received:2022-12-15 Online:2024-07-26 Published:2024-07-26
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China (51778312,51708316), the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2020KE009) and the Postdoctoral Innovation Project of Shandong Province (201903043)

摘要: 为探讨层状土中静压桩连续贯入过程的沉贯特性,依托上海市某桩基工程开展静压桩贯入过程现场试验,探究沉桩阻力随贯入深度的演变规律,并结合ABAQUS数值模拟,明确静压桩贯入过程中沉桩阻力、桩周土体竖向应力、径向应力以及径向位移的变化规律。结果表明:层状土的软硬程度制约着沉桩阻力的大小;当桩端贯入浅部粉质黏土层和淤泥质黏土层时,沉桩阻力增长较慢甚至出现减小趋势,当桩端贯入到深部砂质粉土层、粉质黏土层和粉砂层时,沉桩阻力增长较快,其中在砂质粉土层中增长率最高可达174%;桩周土体中竖向应力和径向应力与土层性质密切相关,竖向应力和径向应力最大值均出现在桩端贯入至黏质粉土层时,分别为558.0、1 178.0 kPa,当桩端贯入到下部较软的淤泥质黏土层时,最大竖向应力和径向应力均出现明显退化现象,径向应力退化率达到52%;径向位移随径向距离的增加而减小,其变化规律基本反映了土层性质的变化特征。

关键词: 静压桩, 现场试验, 沉桩阻力, 数值模拟, 竖向应力, 径向应力, 径向位移

Abstract: In order to investigate the jacking characteristics of continuous penetration of jacked piles in layered soils, a field test is conducted in a pile foundation project in Shanghai to explore the evolution of jacking resistance with penetration depth. Combined with numerical simulation by software ABAQUS, the variation of vertical stress, radial stress and radial displacement of the soil around the pile during the penetration process of jacked pile is clarified. The results show that the softness and hardness of the layered soil govern the magnitude of the jacking resistance. When the pile body is located in the cohesive soil layer, the pile sinking resistance increases slowly or even decreases, and when the pile body is located in the silty clay and sandy silt soil layer, the pile sinking resistance increases faster, and the growth rate can reach 174% in the sandy silt soil layer. The vertical stress and radial stress in the soil around the pile are closely related to the soil properties. The maximum values of the vertical stress and radial stress appear when the pile end penetrates into the clay soil, which are 558.0 kPa and 1 178.0 kPa respectively. When the pile end penetrates into the softer silty clay layer below, the maximum vertical stress and radial stress both deteriorate significantly. The radial stress degradation rate reached 52%. The radial displacement decreases with the increase of radial distance, and its variation regular basically reflects the variation characteristics of soil layer properties.

Key words: jacked pile, field test, pile driving resistance, numerical simulation, vertical stress, radial stress, radial deformation

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