振沖系泊樁基礎(chǔ)成樁試驗(yàn)研究

李 斌，趙宇飛，王玉杰，朱曉勇

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 巖土工程研究所，北京 100048；2.中交天津港灣工程研究院有限公司 港口巖土工程技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300222；3.北京振沖工程股份有限公司，北京 100102）

1 研究背景

世界范圍內(nèi)海上風(fēng)電以樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用最為廣泛［1-3］，而樁基礎(chǔ)抗傾覆能力差、水平向位移大，如要提高樁基礎(chǔ)的抗傾覆能力需增加樁基礎(chǔ)的直徑、壁厚、貫入深度等，這些將導(dǎo)致施工困難和工程投資大幅增加［4-5］。隨著海上風(fēng)機(jī)單機(jī)容量不斷增加，現(xiàn)有的單樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式建造工期長(zhǎng)、成本高，樁基礎(chǔ)抗拔承載能力差，施工周期長(zhǎng)等缺陷，成為制約我國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)的技術(shù)瓶頸。

2015年3月，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院基于振沖器加固土體的原理，借鑒錨桿中錨盤的布置形式對(duì)振沖器進(jìn)行改良，綜合高壓旋噴樁和軟土地基振沖加固的施工工藝，以形成擴(kuò)底灌注樁為基本思路，實(shí)現(xiàn)樁與加固地基土體共同承擔(dān)荷載的“振沖系泊樁”新型基礎(chǔ)型式，新型基礎(chǔ)以樁身內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼絞線和樁底擴(kuò)大頭來(lái)提高樁身抗拔承載力，在滿足風(fēng)機(jī)上部結(jié)構(gòu)以及荷載的抗壓要求的同時(shí)，也滿足了極端工況的抗拔要求。新型基礎(chǔ)型式的研發(fā)將改變風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)靠深插以及放大樁身直徑提高樁身抗拔承載力的現(xiàn)狀，以高效易行的方法實(shí)現(xiàn)不同地質(zhì)情況下風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工。

2 振沖系泊樁結(jié)構(gòu)和成樁設(shè)備

2.1 振沖系泊樁結(jié)構(gòu)振沖法最早被當(dāng)作一種地基處理技術(shù)從德國(guó)引進(jìn)［6］，其加固深度大、效果好、操作簡(jiǎn)單、以及工期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。1978年唐山錢家營(yíng)礦、官?gòu)d水庫(kù)和南通天生港電廠工程中，采用振沖法進(jìn)行地基加固處理取得了很好的效果［7-10］，此后在全國(guó)范圍內(nèi)得到了推廣［11-12］。振沖碎石樁［13］最早應(yīng)用于提高砂土地基的地基承載力，對(duì)比于加固前，地基承載力可有數(shù)倍的增長(zhǎng)。各種介質(zhì)的振沖樁［14］的出現(xiàn)是以提高樁身和地基的抗壓承載力為主，但由于樁身材料以散粒體為主導(dǎo)致其抗拔承載力較低。

圖1 振沖系泊樁單樁示意圖

振沖系泊樁其實(shí)是一種復(fù)合地基處理技術(shù)，如圖1所示，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)所處位置地基土進(jìn)行振沖擠密以及樁土復(fù)合地基型式進(jìn)行雙重加固處理，從而使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)坐落于一個(gè)穩(wěn)定的且有一定強(qiáng)度的地基上；振沖系泊樁除了結(jié)合目前振沖樁的優(yōu)點(diǎn)，還將預(yù)應(yīng)力錨索的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行拓展，使得樁體內(nèi)存在預(yù)應(yīng)力鋼絞線以及用于后張拉的樁底錨盤；結(jié)合旋噴樁施工技術(shù)，在樁體施工時(shí)會(huì)在錨盤上部樁體底部位置形成類似擴(kuò)底樁的擴(kuò)大頭，以提高樁體的抗拔能力，不僅克服了振沖碎石樁缺少抗拔能力的弱點(diǎn)，還具有較高的抗拔能力。

2.2 施工設(shè)備振沖系泊樁的核心思想是將振沖器下部的出水振沖頭換成專門設(shè)計(jì)的可以留在樁底的預(yù)應(yīng)力錨盤，錨盤上有可以穿過(guò)鋼絞線的索孔，在振沖樁成樁過(guò)程時(shí)，改裝振沖器攜帶錨盤進(jìn)入到地基預(yù)定深度，錨盤和振沖器自動(dòng)分離，錨盤帶鋼絞線留在樁底，改良振沖器在上拔過(guò)程中噴射按一定配合比配制好的混凝土（或者混凝土碎石）漿液，并不斷振搗，樁身底部振搗時(shí)間以及注漿壓力大于樁身相關(guān)參數(shù)，樁身滿足長(zhǎng)度要求后張拉預(yù)留鋼絞線使樁體產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力擴(kuò)底樁，并與承臺(tái)或者風(fēng)力發(fā)電上部結(jié)構(gòu)緊固連接。

常見的振沖施工設(shè)備，振沖器是由電機(jī)設(shè)備組成的振沖體和振沖頭組合成不可分離的整體進(jìn)行振沖施工。而振沖系泊樁成樁施工時(shí)需要將帶有鋼絞線的可脫離的振沖頭留在樁底，所以需要對(duì)振沖器進(jìn)行改造。

首先解決振沖頭與振沖體脫離與連接的問(wèn)題。施工設(shè)備需要將振沖頭與振沖體設(shè)計(jì)為分離式，并且振沖體需有獨(dú)立工作能力，為滿足施工要求對(duì)振沖器進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的新型振沖體和振沖頭如圖2和圖3所示，振沖體頂部設(shè)計(jì)成合金材質(zhì)并有棱體凸起，可分離的振沖頭（錨盤）內(nèi)部設(shè)有鍵槽，可與棱體凸起進(jìn)行吻合組裝，當(dāng)振沖頭被送入到土體預(yù)定深度時(shí)，在振沖頭自重和土壓力作用下可與振沖體脫離。

圖2 新型振沖體

圖3 新型振沖頭

其次解決錨盤與鋼絞線連接的問(wèn)題，此處將預(yù)應(yīng)力錨桿關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行移植，為以后預(yù)應(yīng)力施加提供了重要保證。設(shè)計(jì)的新型振沖頭與預(yù)應(yīng)力鋼絞線的連接如圖4所示，仿照預(yù)應(yīng)力錨桿的技術(shù)，鋼絞線穿過(guò)錨盤上的錨孔后，用擠壓千斤頂把鐓頭加壓握裹在鋼絞線的端頭，可防止在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)鋼絞線的脫落。

圖4 振沖頭與預(yù)應(yīng)力鋼絞線的連接

圖5 預(yù)應(yīng)力錨盤與改進(jìn)振沖器組合設(shè)計(jì)示意

最終要解決樁底擴(kuò)大頭施工成型的問(wèn)題。傳統(tǒng)振沖器只能進(jìn)行振搗作用，根據(jù)振沖系泊樁成樁設(shè)想，需要將振沖器改造成能進(jìn)行噴射高壓混凝土砂漿的設(shè)備，脫去振沖頭的振沖體留有空腔如圖2所示，可單獨(dú)進(jìn)行噴水、噴漿以及振搗工作，為增加噴漿或者噴水壓力，將高壓灌漿設(shè)備改進(jìn)后與振沖器連接，在提高灌漿的效率的同時(shí)，減少了成樁施工時(shí)間。

圖5為預(yù)應(yīng)力錨盤與改進(jìn)振沖器組合設(shè)計(jì)示意圖，振沖系泊樁成樁設(shè)備將振沖施工設(shè)備下部錐頭換成能夠出水的錨盤，錨盤與振沖器主體結(jié)構(gòu)之間靠鍵槽相連，錨盤上增加可以穿過(guò)鋼絞線的索孔，改進(jìn)振沖器將預(yù)應(yīng)力錨盤及鋼絞線一起下沉到設(shè)定深度，由于土壓力作用錨盤與振沖器結(jié)構(gòu)自動(dòng)脫離，振沖器在上拔過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行水泥漿噴射并填充碎石，采用后張法對(duì)樁內(nèi)部的鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力，不斷振搗直至形成振沖系泊樁。

3 振沖系泊樁施工工藝研究

為進(jìn)一步研究振沖系泊樁成樁可能性，2016年3月至10月期間，中國(guó)水科院在北京通州振沖實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行了多次成樁試驗(yàn)后，結(jié)合振沖系泊樁相關(guān)的設(shè)計(jì)，通過(guò)測(cè)量放線（區(qū)域劃分）、場(chǎng)地平整以及實(shí)驗(yàn)器械準(zhǔn)備后，進(jìn)行3 m深試驗(yàn)樁的成樁實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要包括75 kW振沖器、改進(jìn)的振沖器錨頭、吊車以及商用混凝土。

試驗(yàn)主要工藝流程如下：

（1）清淤、清理場(chǎng)地；布置樁位，確定施工技術(shù)參數(shù)，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的樁位，在現(xiàn)場(chǎng)用經(jīng)緯儀和鋼尺配合，將樁位準(zhǔn)確的標(biāo)定在地面上，用木（竹）樁固定，做醒目標(biāo)記樁號(hào)。

（2）組裝調(diào)試施工設(shè)備。吊機(jī)就位，連接振沖器和導(dǎo)桿，確定振沖標(biāo)尺，連接控制電路，接通電源，啟動(dòng)上水，開啟振沖器，記錄空載運(yùn)行參數(shù)，按試樁確定的各項(xiàng)施工技術(shù)參數(shù)，調(diào)整電控系統(tǒng)、上水系統(tǒng)到正式開工狀態(tài)。

（3）放線、定位。測(cè)量放線后吊車就位，徐徐吊起振沖器，使其豎直、懸空，距地面30 cm，并讓尖端對(duì)準(zhǔn)樁位，檢查水壓、電壓和振沖器電流是否正常。

（4）造孔。將振沖器緩慢、穩(wěn)妥地吊起，對(duì)準(zhǔn)樁位緩慢下降振沖器至離地面10～20 cm以內(nèi)，安裝樁端預(yù)應(yīng)力錨盤，檢查鋼絞線安裝位置與質(zhì)量。啟動(dòng)清水泵供水，待振沖器下端射水口出水的水壓、水量達(dá)到工藝要求時(shí)，方啟動(dòng)振沖器，拉緊防扭繩索；

（5）清孔。當(dāng)造孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，振沖器出水口噴水進(jìn)行清孔，清除孔內(nèi)泥土，保證填料暢通，減小樁體含泥量。

（6）成樁。清孔完畢，控制室改用加密電流，并改變水壓，采取連續(xù)填料，分段振密的制樁方法。將振沖器送至孔底，加注商用混凝土，再緩慢下沉振沖器，振密孔底樁體，當(dāng)振沖器工作電流達(dá)到規(guī)定的密實(shí)電流后，留振30～50 s，為在樁端形式擴(kuò)大頭，在樁底施工時(shí)多留振20 s。循環(huán)上段工序，進(jìn)行下一段樁體的壓密工作直至孔口，則完成一根樁的制樁過(guò)程。

（7）關(guān)機(jī)、停水，振沖器移位至下一樁位。

（8）填料記錄。每根樁體的充盈系數(shù)β=1.2～1.5，施工過(guò)程中通過(guò)振沖器上配備的施工自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)記錄儀，對(duì)每段樁體的成孔電流、密實(shí)電流、填料量及留振時(shí)間等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程的實(shí)時(shí)跟蹤記錄，作為設(shè)計(jì)、監(jiān)理部門質(zhì)量簽認(rèn)的主要依據(jù)。每樁施工均填寫施工記錄表。

4 振沖系泊抗拔試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備為了更進(jìn)一步地了解振沖系泊樁的抗拔能力，進(jìn)行了靜載抗拔試驗(yàn)，具有預(yù)應(yīng)力錨索特點(diǎn)的振沖系泊樁的抗拔特點(diǎn)。

試驗(yàn)場(chǎng)地主要土層為一般黏土，錨拉試驗(yàn)樁共2根。試驗(yàn)樁為混凝土樁，樁徑1000 mm，有效樁長(zhǎng)3.5 m，主筋采用4根7×?5強(qiáng)度為1860 MPa無(wú)黏結(jié)鋼絞線，底部采用?500 mm錨盤。

4.2 試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)樁預(yù)估最大加載為800 kN進(jìn)行分級(jí)進(jìn)行抗拔靜載試驗(yàn)。首級(jí)進(jìn)行預(yù)加載時(shí)桿體無(wú)黏結(jié)鋼絞線變形200 mm左右后穩(wěn)定，試驗(yàn)開始。加載至400 kN時(shí)樁頂總上拔量為12.78 mm，變形穩(wěn)定，繼續(xù)加載至480 kN時(shí)樁頂上拔量突然急劇增大，總變形量62.40 mm，樁頂上拔量大于前一級(jí)荷載作用下上拔量的5倍，試驗(yàn)終止，樁周地表土出現(xiàn)裂縫，試驗(yàn)共計(jì)持續(xù)13 h。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果本次試驗(yàn)最大加載為480 kN，樁頂最大上拔量為62.4 mm試驗(yàn)樁取U-δ曲線發(fā)生陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值400 kN為極限抗拔承載力。試驗(yàn)上拔位移U-δ曲線見圖6所示。

圖6 抗拔靜載試驗(yàn)樁測(cè)試荷載變形曲線

通過(guò)荷載變形曲線可知，振沖系泊樁在上拔過(guò)程中，首先由于樁底擴(kuò)大頭不斷上移擠壓土體，上拔端阻力提供抗拔承載力，隨著上拔量的不斷增大，由樁身側(cè)摩阻力和擴(kuò)大頭的端阻力提供抗拔力，隨著上拔力的不斷增加樁側(cè)摩阻力將達(dá)到其峰值，擴(kuò)大頭的抗拔阻力不斷增大，直至土體整體拉裂破壞或向上滑移而使樁體失去穩(wěn)定。

通過(guò)振沖系泊樁的抗拔試驗(yàn)可知，在樁的抗拔試驗(yàn)過(guò)程中，樁體中鋼絞線始終保持較好的受力狀態(tài)，這說(shuō)明預(yù)應(yīng)力鋼絞線在樁體中的不存在嚴(yán)重的彎曲現(xiàn)象，說(shuō)明振沖樁施工工藝可行，振沖樁抗拔性能良好。

5 樁身抗拔承載力對(duì)比分析

為進(jìn)一步了解振沖系泊樁抗拔性能的優(yōu)勢(shì)，利用有限元ABAQUS進(jìn)行不同長(zhǎng)度混凝土圓樁的抗拔承載力分析。

5.1 模型及參數(shù)為真實(shí)地模擬樁土作用，方便進(jìn)行樁土接觸設(shè)置，在建模時(shí)樁體和土體一樣都采用實(shí)體單元，兩者僅材料屬性不同，模型樁分別采用圓柱樁和振沖系泊樁，直徑D=1 m，樁身高分別為h=3.5 m，假設(shè)樁體四周為常規(guī)黏土。樁體為鋼筋混凝土材料，在達(dá)到破壞強(qiáng)度之前呈線彈性，建模時(shí)將它作為線彈性材料考慮；土體為彈塑性材料，假定服從Mohr-Coulomb準(zhǔn)則，保證計(jì)算結(jié)果的合理性，在樁土接觸位置采用庫(kù)侖摩擦接觸設(shè)置，依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011），選取混凝土與黏土之間摩擦系數(shù)為0.3。建立樁體和土體的相應(yīng)接觸對(duì)，采用主-從接觸算法。模擬仿真過(guò)程不再贅述，材料參數(shù)見表1。

表1 模型計(jì)算參數(shù)

數(shù)值分析的結(jié)果與網(wǎng)格形狀和密度密切相關(guān)。本算例模型樁及距其較近區(qū)域網(wǎng)格劃分較密，距樁較遠(yuǎn)區(qū)域網(wǎng)格劃分較疏。圖7為樁土網(wǎng)格模型。

根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）規(guī)定“按樁頂上拔量控制，當(dāng)累計(jì)樁頂上拔量超過(guò)100 mm時(shí)可終止加載”，可認(rèn)為此時(shí)樁基達(dá)到極限承載力，故將上拔量0.1 m作為荷載施加時(shí)位移邊界條件。

圖7 樁土分析有限元模型

圖8 系泊樁與圓柱樁身荷載位移曲線

5.2 計(jì)算結(jié)果圖8所示為3.5 m圓柱狀和振沖系泊樁樁體沿樁身路徑的應(yīng)力應(yīng)變曲線，由于計(jì)算時(shí)長(zhǎng)應(yīng)力圖并未完全顯示樁身抗拔承載的全過(guò)程；由計(jì)算結(jié)果可知，在相同土體參數(shù)和樁體參數(shù)情況下，振沖系泊樁是圓柱樁抗拔承載力的7.5倍。

圓柱樁隨著樁身所受上拔力的不斷增加，樁身上拔位移不斷增加，當(dāng)位移約為0.01 m時(shí)，應(yīng)力出現(xiàn)拐點(diǎn)，當(dāng)位移不斷增加而樁身抗拔承載力不再增大，故認(rèn)定其抗拔承載力約為60 kN。當(dāng)樁頂施加位移荷載0.1 m時(shí)，地基土體最大應(yīng)力發(fā)生在樁底土體處，最大應(yīng)力為46.7 kN，地基土體最大位移發(fā)生在樁頂土體，最大應(yīng)變達(dá)5 mm，樁體最大應(yīng)力發(fā)生在樁身處，這主要是由側(cè)摩阻力引起的，這些變化符合樁體相互作用的一般規(guī)律的。

振沖系泊樁隨著樁身所受上拔力的不斷增加，樁身上拔位移逐漸增加，在0～300 kN時(shí)，荷載位移曲線基本為直線，說(shuō)明土體處于彈性階段，在300 kN～450 kN時(shí)，荷載位移曲線為明顯的曲線，樁頂位移增加加快，說(shuō)明土體已經(jīng)進(jìn)入塑性階段，當(dāng)荷載繼續(xù)增加時(shí)，位移急劇增大，說(shuō)明土體破壞而失穩(wěn)，故認(rèn)定其抗拔承載力約為450 kN。

當(dāng)振沖系泊樁樁頂位移為0.1 m時(shí)，地基土體最大應(yīng)力發(fā)生在樁底土體處，最大應(yīng)力為89.2 kN，地基土體最大位移發(fā)生在樁擴(kuò)底部分土體，最大變形達(dá)167.7 mm。樁體最大應(yīng)力發(fā)生在樁身擴(kuò)底處，這主要是由擴(kuò)底部分阻礙樁體上拔引起的，最大應(yīng)力為792 kN。地基土體塑性區(qū)由擴(kuò)大頭底部逐漸向四周發(fā)展，其擴(kuò)展的方向基本沿?cái)U(kuò)底錐面的法線方向，達(dá)極限荷載時(shí)，塑性區(qū)并沒(méi)有發(fā)展到上部。根據(jù)計(jì)算可知擴(kuò)大頭端阻力所擔(dān)負(fù)的總上拔荷載中的百分比也是隨上拔位移量而逐漸增加的，可知擴(kuò)大頭端阻力是樁體極限抗拔承載力的決定因素。

5.3 振沖系泊樁與圓柱樁荷載傳遞差異振沖系泊樁在上拔過(guò)程中，由于擴(kuò)大頭上移擠壓土體，土對(duì)其有反作用力，即上拔端阻力，首先由擴(kuò)大頭的端阻力提供樁身抗拔承載力，隨著上拔量的增加，由樁身側(cè)摩阻力和擴(kuò)大頭的端阻力共同提供抗拔承載力，當(dāng)樁側(cè)摩阻力達(dá)到其峰值以后，擴(kuò)大頭的抗拔阻力還要繼續(xù)增長(zhǎng)，直到樁上拔位移量達(dá)到相當(dāng)大時(shí)，才可能因?yàn)橥馏w整體拉裂破壞或向上滑移而失去穩(wěn)定。因此擴(kuò)大頭的抗拔阻力所擔(dān)負(fù)的總上拔荷載中的百分比也隨著上拔位移的增大而逐漸增加，樁體接近破壞荷載時(shí)，擴(kuò)大頭阻力往往起決定因素。

圓柱樁受上拔荷載時(shí)，樁身拉應(yīng)力開始產(chǎn)生在樁的頂部，隨著樁頂向上位移增加，樁身拉應(yīng)力逐漸向下部擴(kuò)展，當(dāng)樁頂部的樁土相對(duì)滑移量達(dá)到某一定值時(shí)，通常小于6 mm～10 mm，該界面摩阻力已經(jīng)發(fā)揮其極限值，但樁下部側(cè)摩阻力還沒(méi)有充分發(fā)揮，隨著荷載增加，發(fā)生側(cè)摩阻力峰值的樁土界面不斷往下移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到一定荷載水平時(shí)，樁下部側(cè)摩阻力得到充分發(fā)揮，引起抗拔力增加的速度等于樁上部由于過(guò)大位移而產(chǎn)生的總側(cè)摩阻力的降低速率時(shí)，整個(gè)樁身側(cè)摩阻力也已經(jīng)達(dá)到峰值，其后樁的抗拔總阻力就將逐漸下降。樁土間表現(xiàn)為摩擦阻力，土與土之間表現(xiàn)為剪切應(yīng)力。

圓柱樁荷載位移曲線有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，甚至有峰值后強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。與之相反，振沖系泊樁的荷載位移曲線，在相當(dāng)大的上拔位移變幅內(nèi)，上拔力不斷上升，除非樁周土體徹底滑移破壞。

5.4 振沖系泊樁抗拔機(jī)理綜合抗拔靜載試驗(yàn)以及有限元計(jì)算的抗拔承載特點(diǎn)，可知：

在振沖系泊樁樁頂施加荷載的最初，振沖系泊樁的樁周側(cè)摩阻力與端阻力共同發(fā)展，此時(shí)的樁頂上拔量主要由樁身的彈性變形引起，隨著樁頂位移量的增大，樁身側(cè)摩阻力隨之增大并先達(dá)到極限；此后，繼續(xù)在樁頂增加豎直向上的荷載，振沖系泊樁的樁周側(cè)摩阻力幾乎不再增長(zhǎng)，而樁端擴(kuò)大頭上移擠壓土，土對(duì)它的反作用力一般也是隨著上拔位移的增加而逐漸增加的，端阻力開始發(fā)揮、逐漸增大，樁頂荷載的增量幾乎完全由樁端擴(kuò)大頭的端阻力承擔(dān)，樁頂?shù)纳习瘟康脑隽繋缀跞坑蓸抖藬U(kuò)大頭壓縮其上方的土體而產(chǎn)生的位移組成；當(dāng)樁端擴(kuò)大頭的端阻力達(dá)到極限時(shí)，整根振沖系泊樁將達(dá)到承載極限；繼續(xù)加載，振沖系泊樁的承載力不再增加，直到樁上拔位移量達(dá)到相當(dāng)大時(shí)，樁身因樁周土體整體破裂而失去穩(wěn)定。

這表明在荷載的傳遞過(guò)程中，樁側(cè)摩阻力和樁頭端阻力共同提供抗拔力，隨著荷載的增加及時(shí)間的推移，樁身側(cè)摩阻力和端阻力不斷發(fā)揮，同時(shí)振沖系泊樁的抗拔承載力以及所對(duì)應(yīng)的上拔位移量由土質(zhì)、土層埋藏條件以及樁形（尤其是樁擴(kuò)大頭頂部的形狀和擴(kuò)大頭直徑）等而異。

此外，在擴(kuò)大頭頂部以上一段樁桿側(cè)壁上因擴(kuò)大頭頂托而不能發(fā)揮出樁土相對(duì)位移而引起的側(cè)摩阻力。在一定的樁形條件下，擴(kuò)大頭的上移促使樁表面較早地出現(xiàn)環(huán)向裂縫和淺部的樁土脫開現(xiàn)象。帶擴(kuò)大頭的擴(kuò)底樁其抗拔承載力隨擴(kuò)頭直徑的增加而迅速增大。振沖系泊樁在很大的上拔位移量變化幅度內(nèi)，上拔阻力隨上拔位移量持續(xù)不斷地增加，呈現(xiàn)所謂的“有后勁”的現(xiàn)象，振沖系泊樁一般在小位移時(shí)不易達(dá)到其上拔阻力的峰值。

6 結(jié)論

（1）發(fā)明了一種振沖系泊樁基礎(chǔ)形式，該形式基礎(chǔ)以改造的振沖器為施工器械，結(jié)合振沖碎石樁和高壓旋噴樁的施工工藝，在樁底形成擴(kuò)大頭結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)圓柱樁具有較高抗拔性能。

（2）根據(jù)有限元計(jì)算，在相同條件下，振沖系泊樁具有450 kN抗拔承載力，而圓柱樁僅60 kN，振沖系泊樁是普通圓柱樁抗拔承載力的7.5倍。

（3）依據(jù)振沖系泊樁的抗拔機(jī)理及抗拔性能，適用于近海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、深海漂浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)系泊等，但還要在海上施工設(shè)備改進(jìn)以及如何保證施工期樁身完整性方面進(jìn)行深入研究。