不同直徑單樁靜壓貫入力學(xué)特性模型試驗(yàn)研究

王永洪　張明義　孫紹霞　白曉宇　苗德滋

摘 要：為探討不同樁徑靜力壓入單樁的貫入力學(xué)特性，設(shè)計(jì)了不同樁徑的模型樁，基于光纖光柵（Fiber Bragg Grating，簡稱FBG）傳感技術(shù)，開展了黏性土中靜壓貫入兩種不同直徑單樁的模型試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：試樁的壓樁力基本呈線性增加趨勢，樁徑越大，壓樁力越大;樁徑不同會(huì)影響單樁的荷載傳遞性能，由于樁徑越大擠土效應(yīng)越明顯，沿深度方向的樁身軸力傳遞性能優(yōu)于小樁徑樁;樁身單位側(cè)摩阻力隨深度增大而增大，樁徑越大，對(duì)土體的側(cè)向擠壓力越大，樁身單位側(cè)摩阻力越大;同一深度，兩種不同直徑單樁樁身單位側(cè)摩阻力都出現(xiàn)“側(cè)阻退化”現(xiàn)象，“側(cè)阻退化”現(xiàn)象隨著貫入深度的增加越明顯，且樁徑越大，樁身單位側(cè)摩阻力退化越顯著;均質(zhì)黏性土地層靜壓沉樁阻力主要為樁端阻力，沉樁結(jié)束時(shí)，試樁樁端阻力占沉樁阻力的比例分別為59.5%和66.2%，不同的樁身直徑既影響樁端阻力，又影響樁側(cè)阻力。確定靜壓貫入沉樁阻力時(shí)，考慮基于黏性土的側(cè)阻退化后實(shí)際值更為合理。

關(guān)鍵詞：靜壓沉樁;樁徑;側(cè)阻退化;模型試驗(yàn);沉樁阻力

中圖分類號(hào)：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2020）01-0009-09

Abstract：Model tests are carried out on the jacked single piles of different diameters under model pile of different diameters in clayey soil， which aims to investigate the penetration mechanical mechanism. The results show that pile driving pressure of test pile shows linear increase. The load transfer performance of test piles will be affected by different diameters， and the axial force transfer capability of large diameter in the depth direction is better than that of small diameter since the compacting effect is more obvious. Unit skin friction of pile increases gradually as the depth increases， which is larger due to the lateral extrusion force increases as the diameter increases. At the same depth， unit skin friction of two different diameters pile demonstrates “friction fatigue”， which also decreases obviously as the depth increases. At the same time， the “friction fatigue” is more obvious as the pile diameter increases. In homogeneous clays， the piling resistance mainly includes the end resistance. The end resistance of test pile accounts for 59.5% and 66.2% of the piling resistance when sinking pile ends. The end resistance and the shaft resistance are influenced by the pile diameter. For the confirmation of the jacked piling resistance， it is more rational to consider the actual value with the friction fatigue of clayey soil.

Keywords：jacked pile; pile diameter; friction fatigue; model tests;piling resistance

靜壓沉樁過程中樁身受力復(fù)雜，樁端破土受到樁端阻力，樁身與土產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦并受到樁外側(cè)阻力[1]。通過試驗(yàn)研究靜壓沉樁的受力機(jī)制，對(duì)深入認(rèn)識(shí)靜壓沉樁過程的貫入機(jī)制及靜壓樁施工中承載力的確定具有重要價(jià)值。

學(xué)者們對(duì)靜壓樁貫入機(jī)制，尤其在圓孔擴(kuò)張理論方面進(jìn)行了系列研究，并取得了一定成果[2-5]。在現(xiàn)場試驗(yàn)方面，張明義等[6]在現(xiàn)場足尺靜壓樁樁底安裝自制傳感器、樁頂同步讀取壓樁力進(jìn)行試驗(yàn)，并分離樁側(cè)總摩阻力和樁端阻力。寇海磊等[7]通過PHC管樁樁身刻槽埋入FBG傳感器，分離了沉樁過程的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。胡永強(qiáng)等[8]對(duì)模型樁進(jìn)行了現(xiàn)場靜力壓入及載荷試驗(yàn)，研究了穿過不同土層時(shí)樁端阻力和樁側(cè)阻力的變化機(jī)理，提出了根據(jù)終壓樁側(cè)摩擦情況判斷承載力時(shí)效性的方法。在數(shù)值分析方面，張明義等[9]提出了利用ANSYS軟件的位移貫入法數(shù)值計(jì)算模擬方法，比較接近靜力壓樁沉樁結(jié)果。葉建忠等[10]利用二維顆粒流理論模擬了靜壓沉樁過程，研究了沉樁過程中樁體力學(xué)行為表現(xiàn)及受沉樁影響的樁周土體細(xì)觀結(jié)構(gòu)?？芎＠诘萚11]通過分段采用不同本構(gòu)模型，利用ABAQUS模擬了層狀地基土中靜壓樁連續(xù)貫入過程，得到了靜壓沉樁阻力在軟硬交互層狀土中的變化規(guī)律。離心模型試驗(yàn)可以更好地模擬實(shí)際工程中的自重應(yīng)力，得到了眾多學(xué)者的青睞。Nicola等[12]在砂土中進(jìn)行了開口管樁沉樁離心模型試驗(yàn)，研究了管樁貫入砂土中的力學(xué)性狀。Lehane等[13-14]分別進(jìn)行了干砂中開口管樁和固結(jié)砂土中閉口鋼方樁的離心模型貫入試驗(yàn)，研究了干砂中不同樁周土體應(yīng)力、樁徑和壁厚的沉樁力學(xué)特性，得到了固結(jié)砂土中樁側(cè)水平有效應(yīng)力增大的影響因素。劉清秉等[15]進(jìn)行了不同密實(shí)度砂樣的離心模型試驗(yàn)，得到了不同顆粒形狀對(duì)閉口靜壓樁端阻力的影響。李雨濃等[16]進(jìn)行了高嶺黏土中靜壓沉樁離心模型試驗(yàn)，利用模型樁頭荷重傳感器和樁底端阻力測試元件測試了貫入過程中的沉樁阻力和樁端阻力。

室內(nèi)沉樁模型試驗(yàn)是研究靜壓沉樁貫入力學(xué)機(jī)制最直接的方法，眾多學(xué)者通過室內(nèi)模型試驗(yàn)對(duì)靜壓沉樁問題進(jìn)行了研究。Kenneth等[17-18]在砂土管樁貫入模型試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在某一固定深度處，隨著h/D的增加，樁側(cè)動(dòng)摩阻力不斷減小，并對(duì)密砂中樁側(cè)摩擦疲勞效應(yīng)進(jìn)行了研究。White等[19]進(jìn)行了一系列平面應(yīng)變標(biāo)定槽試驗(yàn)，研究了砂土中樁尖貫入機(jī)理和樁土界面貫入特征。周健等[20-21]分別進(jìn)行了研究均質(zhì)和分層砂土中靜壓樁沉樁過程力學(xué)特性的模型試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均質(zhì)和分層砂土中樁端阻力均存在臨界深度現(xiàn)象，均質(zhì)砂土中樁側(cè)摩阻力存在摩擦疲勞現(xiàn)象，極限端阻所需刺入深度分層砂土小于均質(zhì)砂土。肖昭然等[22]通過室內(nèi)模型裝置研究了砂土中靜壓沉樁機(jī)理，得到了靜壓沉樁過程圍壓和摩阻力的關(guān)系。周航等[23]通過異形截面樁透明土沉樁模型試驗(yàn)，開展了圓形樁和XCC樁沉樁擠土試驗(yàn)，并將模型試驗(yàn)得到的沉樁擠土位移場分布規(guī)律與理論計(jì)算位移對(duì)比驗(yàn)證。李雨濃等[24]進(jìn)行了均質(zhì)和雙層高嶺黏土中靜壓沉樁特性模型試驗(yàn)，研究了沉樁過程樁側(cè)摩阻力發(fā)揮程度及不同樁型沉樁終壓力與樁承載力的關(guān)系。

從以上研究可以看出，目前，靜壓沉樁貫入機(jī)制的模型試驗(yàn)研究仍主要集中在砂土中，黏性土層中的靜壓沉樁貫入模型試驗(yàn)研究還較少，且考慮樁徑影響的靜壓沉樁貫入特性尚缺乏深入的研究。同時(shí)，采用傳統(tǒng)的電測類傳感器進(jìn)行測試的居多，尚未將光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用到靜壓沉樁貫入機(jī)制的模型試驗(yàn)測試中。樁的貫入使樁尖和樁周土體不斷受到擠壓，造成樁周土體應(yīng)力狀態(tài)不斷變化，靜壓沉樁時(shí)，樁端阻力和樁側(cè)阻力動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)行模型試驗(yàn)時(shí)，傳統(tǒng)的測試傳感器會(huì)造成較大誤差，使測量值與實(shí)際值相差較大。光纖光柵傳感器體積小、質(zhì)量輕、抗電磁干擾能力強(qiáng)，在一根光纖中可以寫入多個(gè)光柵，光纖光柵傳感技術(shù)已應(yīng)用在很多工程結(jié)構(gòu)中[25-27]。靜壓樁模型試驗(yàn)中采用光纖光柵傳感技術(shù)，在測試過程中可以克服土顆粒運(yùn)動(dòng)對(duì)樁端和樁身產(chǎn)生的嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。筆者基于黏性土，聯(lián)合使用增敏微型光纖光柵應(yīng)變傳感器和雙膜片溫度自補(bǔ)償型光纖光柵土壓力傳感器，考慮樁徑的影響，開展了不同樁徑條件下靜壓沉樁貫入力學(xué)特性的室內(nèi)模型試驗(yàn)研究。

1 靜壓沉樁模型試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)裝置

室內(nèi)模型試驗(yàn)采用青島理工大學(xué)大比例模型試驗(yàn)系統(tǒng)。大比例模型試驗(yàn)系統(tǒng)主要由模型箱、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3部分組成，其中，模型箱由鋼板焊接而成，其長×寬×高為2 800 mm×2 800 mm×2 000 mm，模型箱壁厚為6 mm，底板厚度為14 mm，模型箱正面設(shè)有可視化窗口和可拆卸式卸土開口，模型箱放置在尺寸為4 000 mm×4 000 mm（長×寬）工字鋼焊接而成的底座上，如圖1所示。加載系統(tǒng)由反力架和動(dòng)力裝置組成，反力架由4個(gè)反力柱、2個(gè)反力主梁、1個(gè)反力次梁和齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成。動(dòng)力裝置由高壓油泵、大行程液壓油缸、PLC控制系統(tǒng)和人機(jī)界面操作平臺(tái)等組成。加載系統(tǒng)橫梁上面放置加載液壓千斤頂，液壓千斤頂前后移動(dòng)由電控系統(tǒng)控制橫梁實(shí)現(xiàn)，液壓千斤頂左右移動(dòng)由電控系統(tǒng)直接控制，加載系統(tǒng)如圖2所示。

1.2 模型樁及傳感器安裝

選用鋁質(zhì)圓管材料制作閉口模型樁，彈性模量69 GPa，模型樁長度為1 000 mm，直徑分別為140、100 mm，厚度為3 mm。模型樁尺寸基于相似理論原理，根據(jù)模型箱尺寸、工程樁實(shí)際長徑比、模型樁制作等因素確定。模型樁頂部通過樁帽連接形成水平加載平臺(tái)。模型樁對(duì)稱布置6對(duì)增敏微型光纖光柵應(yīng)變傳感器，從樁端以上20 mm處每隔180 mm設(shè)置一對(duì)傳感器。為確保傳感器的成活率且便于安裝，布設(shè)方式為樁身表面兩側(cè)對(duì)稱開槽后封裝，開槽寬度為2 mm，深度為2 mm。先將傳感器一端夾持套管粘到槽體底部，另一端向外側(cè)預(yù)拉伸0.2～0.8 nm后用膠固定，最后用環(huán)氧樹脂封裝。樁身中部和底部均開有直徑為5 mm的進(jìn)線孔，為了方便傳感器導(dǎo)線引出，樁頂6 cm以下管樁對(duì)稱開設(shè)兩個(gè)直徑為30 mm的圓形孔洞。樁身傳感器布設(shè)如圖3所示。試驗(yàn)光纖光柵應(yīng)變測試采用8通道FS 2200RM-Rack-Mountable Bragg Meter解調(diào)儀，該儀器采集頻率為1 Hz，波長分辨率為1 pm，精度為2 pm，工作波長范圍為1 500～1 600 nm，動(dòng)態(tài)范圍為±3 nm。

1.3 地基土制備

試驗(yàn)所用黏性土取自青島某工程粉質(zhì)黏土層，該土層介于流塑～軟塑狀態(tài)。地基制備采用分層填筑壓實(shí)的方法[28]，選用人工壓實(shí)和機(jī)器壓實(shí)，如圖4所示，地基土制備完成后，進(jìn)行緩慢加水飽和，為了加速地基土的固結(jié)，在模型箱底部5 cm高度填砂夯實(shí)，預(yù)配好后靜置20 d，以保證地基充分固結(jié)。模型箱最上面50 cm高度不填土，用作試驗(yàn)準(zhǔn)備。地基土基本物理指標(biāo)見表1。

1.4 沉樁過程

沉樁前首先通過電控系統(tǒng)將加載橫梁上的液壓千斤頂移動(dòng)到指定樁位，使千斤頂上升到一定高度，將試樁直立放到待壓樁位，用吸附在管樁樁身表面上的磁性盒式水平尺檢測管樁是否垂直，防止發(fā)生偏心受壓。待管樁直立后，再次加壓，使液壓千斤頂緩慢勻速下降，直至將要接觸管樁樁頂時(shí)停止加壓。液壓油缸選用大行程1 000 mm，試驗(yàn)通過油泵加壓使千斤頂逐漸降落，從而實(shí)現(xiàn)不間斷靜壓貫入的加載方式，沉樁速度約為300 mm/min。通過在樁頂加載平臺(tái)設(shè)置溫度自補(bǔ)償光纖光柵土壓力傳感器測量沉樁過程中沉樁阻力的變化情況。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 壓樁力分析

圖5為兩種不同樁徑模型樁貫入過程壓樁力曲線。由圖5可以看出，兩根模型樁的壓樁力均隨沉樁深度增加而不斷增大，TP1（樁徑D=140 mm）、TP2（樁徑D=100 mm）試樁壓樁力變化趨勢基本一致，隨沉樁深度的增加，壓樁力基本呈線性增加。壓樁力在開始階段上升較快，但當(dāng)沉樁深度約20 cm時(shí)，TP1壓樁力出現(xiàn)拐點(diǎn)，隨后壓樁力增加緩慢，當(dāng)沉樁深度約40 cm時(shí)，TP1壓樁力開始與TP2增加速率基本相等，當(dāng)貫入量為90 cm時(shí)，TP1壓樁力比TP2增大了31.3%。試驗(yàn)在淺層均質(zhì)黏性土中進(jìn)行，壓樁力曲線變化不顯著，但樁徑對(duì)模型樁壓樁力產(chǎn)生明顯影響，貫入過程試樁TP1壓樁力大于試樁TP2。試樁TP1直徑大，致使在其樁身與黏土接觸面積大，側(cè)摩阻力大;樁端面積大從而使樁端阻力大，故試樁TP1壓樁力比TP2大。

2.2 樁身軸力分析

黏性土中模型樁樁身軸力深度關(guān)系曲線如圖6所示。由圖6可見，不同的貫入深度下，樁身軸力分布趨勢基本一致：接近樁頂處軸力最大，基本與壓樁力大小一致;隨深度的增加，樁身軸力不斷減小，衰減速度反映了樁側(cè)摩阻力的分布情況。樁身軸力曲線大致呈線性分布，曲線的陡緩程度反映了樁側(cè)摩阻力大小，曲線越陡，樁側(cè)摩阻力越小，反之，樁側(cè)摩阻力則越大。貫入初期，曲線較陡，隨著貫入深度的增加，樁身軸力隨著深度增加減小速率逐漸增加，即曲線逐漸變緩，說明樁側(cè)摩阻力隨著貫入深度的增加在逐漸發(fā)揮。樁徑不同會(huì)影響樁身軸力傳遞性能，由圖6可見，樁徑D=140 mm的樁身軸力大于樁徑D=100 mm的各截面樁身軸力，樁徑越小，沿深度的樁身軸力傳遞性能越差，貫入初期，直徑越大，樁身軸力衰減越快，這是因?yàn)闃稄皆酱?，擠土效應(yīng)使得樁側(cè)摩阻力越大，樁徑越小，樁側(cè)摩阻力越小，使樁身軸力相對(duì)樁徑小的更容易向深度方向傳遞。

各截面樁身軸力隨著貫入深度的增加而逐漸增大，且在同一深度處，樁身軸力隨著貫入深度的增加增幅越明顯。在深度35 mm處，隨著貫入深度的增加，樁徑D=140 mm的樁身軸力增幅依次為Δ1=0.75 kPa、Δ2=0.89 kPa，樁徑D=100 mm的樁身軸力增幅依次為Δ3=0.57 kPa、Δ4=0.68 kPa。同時(shí)，樁徑越大，樁身軸力增幅越顯著，當(dāng)貫入深度從60 cm增加到90 cm時(shí)，在同一深度35 cm處，樁徑140 mm的樁身軸力增幅Δ2=0.89 kPa，大于樁徑100 mm的樁身軸力減幅Δ4=0.68 kPa。

2.3 樁身單位側(cè)摩阻力分析

根據(jù)樁身軸力可以計(jì)算出樁身單位側(cè)摩阻力，圖7（a）、（b）分別是試樁TP1、TP2樁身單位側(cè)摩阻力分布情況。從圖7可以看出：

1）同一貫入深度，樁側(cè)摩阻力沿深度非均勻分布，深度越大，樁身單位側(cè)摩阻力越大，樁身單位側(cè)摩阻力逐漸發(fā)揮作用，這與Iskander[31]研究結(jié)果相似。分析認(rèn)為，隨著深度的增加，樁體對(duì)樁周土體的擠壓作用越大，樁壁樁周土的剪切力越大，樁身單位側(cè)摩阻力越大。樁側(cè)摩阻力隨深度增長的速率變小，與寇海磊等[7]在現(xiàn)場足尺靜壓沉樁試驗(yàn)中得到的“隨著貫入深度的增加，樁側(cè)單位摩阻力逐漸增加”的結(jié)論一致。在沉樁過程中，0～5 cm處試樁TP1、TP2樁身單位側(cè)摩阻力均較小，原因是壓樁過程無法避免的偏心、靜壓樁淺部土體隆起及貫入初期樁身晃動(dòng)等因素的影響，與李雨濃等[32]進(jìn)行的靜壓樁貫入室內(nèi)試驗(yàn)和寇海磊等[7]進(jìn)行的現(xiàn)場足尺靜壓沉樁試驗(yàn)現(xiàn)象類似。

2）同一深度下，樁徑D=140 mm的樁身單位側(cè)摩阻力比樁徑D=100 mm的略大：樁徑越大，樁體貫入過程對(duì)樁側(cè)和樁端土擠密作用越大，提高了土體的側(cè)向擠壓力，使土體強(qiáng)度越高，最終導(dǎo)致樁身單位側(cè)摩阻力越大。貫入深度90 cm時(shí)，對(duì)比直徑為140、100 mm的兩根試樁，樁身單位側(cè)摩阻力分別為5.68、4.94 kPa，說明由于尺寸效應(yīng)影響，直徑140 mm的樁體較100 mm的樁體擠土效應(yīng)更明顯。

3）同一深度下，隨著貫入深度的增加，樁身單位側(cè)摩阻力發(fā)生明顯弱化現(xiàn)象。這主要是因?yàn)楫?dāng)樁端達(dá)到某一深度時(shí)，擠土效應(yīng)較為明顯，樁身單位側(cè)摩阻力達(dá)到最大值，隨著樁端的貫入土顆粒重新排列，樁側(cè)形成“土拱效應(yīng)”，擠土效應(yīng)減弱，相同深度處的樁身單位側(cè)摩阻力逐漸減小，由此可得，黏性土中樁身單位側(cè)摩阻力存在“側(cè)阻退化效應(yīng)”。以樁徑100 mm為例，在同一深度12.5 cm處，隨著貫入深度的增加，樁身單位側(cè)摩阻力減幅依次為Δ1=0.71 kPa、Δ2=1.23 kPa、Δ3=1.54 kPa?？梢姡S著貫入深度的增加，“側(cè)阻退化”越明顯，該現(xiàn)象已被Kenneth等[17]、周健等[21]多次在試驗(yàn)中證實(shí)。同時(shí)，樁徑越大，樁身單位側(cè)摩阻力退化越顯著，當(dāng)貫入深度從60 cm增加到90 cm時(shí)，在同一深度30 cm處，樁徑140 mm樁身單位側(cè)摩阻力減幅Δ4=2.52 kPa，大于樁徑100 mm樁身單位側(cè)摩阻力減幅Δ5=1.59 kPa。

2.4 樁端阻力分析

圖8為兩種不同樁徑模型樁貫入過程樁端阻力隨沉樁深度的變化情況。由圖8可以看出，兩種模型樁樁端阻力隨沉樁深度的增加呈現(xiàn)出近似線性增大的趨勢，這是沉樁過程中對(duì)樁側(cè)樁端土的壓密效應(yīng)所致。沉樁過程中，試樁TP2的樁端阻力小于試樁TP1，且當(dāng)沉樁深度大于0.6 m時(shí)，試樁TP2樁端阻力曲線的斜率有所降低，即樁端阻力增速變緩，這主要是試樁TP2樁徑小于試樁TP1，樁土接觸面積小所致。對(duì)比不同直徑的兩根模型樁，沉樁結(jié)束時(shí)，樁端阻力分別為1.48、1.78kN?？梢钥闯?，在均質(zhì)黏性土中，對(duì)于不同樁徑的兩根模型樁，其樁端阻力體現(xiàn)出了隨樁徑增大而增大的趨勢，說明直徑140 mm較直徑100 mm模型樁擠土效應(yīng)更為明顯，沉樁時(shí)對(duì)樁側(cè)樁端土體擾動(dòng)更大。

2.5 樁側(cè)摩阻力分析

圖9為兩種不同樁徑模型樁貫入過程中樁側(cè)摩阻力隨沉樁深度的變化情況。由圖9可以看出，樁側(cè)摩阻力均隨沉樁深度的增加呈近似線性增長趨勢。由于地表附近土體超固結(jié)比較高，因此，試驗(yàn)中10～20 cm樁側(cè)摩阻力較大，樁徑D=140 mm模型樁表現(xiàn)更明顯。樁徑對(duì)樁側(cè)摩阻力的影響較大，與樁端阻力相比，樁側(cè)摩阻力變化較大。試樁TP2的樁側(cè)阻力在沉樁過程中始終小于試樁TP1，樁側(cè)摩阻力隨樁徑的增大而增加，該現(xiàn)象與周健等[15]研究的不同直徑單樁側(cè)摩阻工作性狀一致，這是因?yàn)樵嚇禩P2直徑小，樁身與土體接觸面積小，即黏著和犁溝作用面積小，所以，試樁TP2側(cè)阻力較試樁TP1小。試樁TP2直徑小，沉樁過程中對(duì)樁周土的擾動(dòng)作用相對(duì)小，樁土接觸相對(duì)緊密，且孔隙水壓力上升慢，黏著犁溝作用較強(qiáng)，所以，側(cè)阻力呈線性增長趨勢。

2.6 沉樁過程中貫入阻力

圖10為兩種不同樁徑模型樁沉樁過程中貫入阻力隨沉樁深度的變化情況。由圖10可以看出，TP1、TP2試樁貫入總阻力為樁側(cè)摩阻力和樁端阻力之和。貫入阻力與樁徑密切相關(guān)，樁徑越大，貫入阻力越大，特別是樁端阻力隨樁徑增大的趨勢更明顯。樁側(cè)摩阻力與樁端阻力相比，其隨深度增大的趨勢及數(shù)值均小于樁端阻力，說明沉樁過程中的貫入阻力主要為樁端阻力。樁端阻力和樁側(cè)阻力隨樁徑的增大而增加，該現(xiàn)象與周健等[33]研究的不同直徑單樁側(cè)摩阻和端阻力工作性狀一致。在黏性土沉樁試驗(yàn)時(shí)，貫入阻力主要來源于樁端穿越土體時(shí)沖剪產(chǎn)生的樁端阻力，大于沉樁過程中產(chǎn)生的樁側(cè)摩阻力。沉樁深度相同的條件下，試樁TP2的樁側(cè)摩阻力發(fā)揮程度小于試樁TP1，由此可得，樁側(cè)摩阻力受到樁徑的影響顯著。

表2為沉樁結(jié)束時(shí)樁端阻力、樁側(cè)摩阻力占貫入阻力的百分比。由表2可見，樁端阻力占沉樁阻力的比例隨貫入深度的變化而變化，當(dāng)沉樁結(jié)束時(shí)，試樁TP1、TP2的樁端阻力占沉樁阻力的比例分別為59.5%和66.2%，可見，均質(zhì)黏性土地層靜壓沉樁阻力主要為樁端阻力，沉樁過程中，樁側(cè)阻力較小，與李鏡培等[5]軟土地層靜壓沉樁阻力主要為樁端阻力、樁側(cè)阻力較小的研究結(jié)論一致。對(duì)樁端阻力而言，樁徑不同時(shí)，試樁TP2的樁端阻力小于試樁TP1。同時(shí)，沉樁深度相同的條件下，試樁TP2的樁側(cè)阻力發(fā)揮程度小于試樁TP1，樁側(cè)阻力主要受到樁身直徑影響。從以上分析可以看出，不同的樁身直徑既影響樁端阻力又影響樁側(cè)阻力。

3 結(jié)論

1）在均質(zhì)黏性土中開展了兩根不同樁徑模型樁的靜壓貫入特性模型試驗(yàn)研究，對(duì)比分析了樁身軸力傳遞特性、樁側(cè)摩阻力發(fā)揮程度及沉樁阻力，與樁徑為100 mm模型樁相比，樁徑為140 mm的模型樁的壓樁力、樁端阻力、樁側(cè)摩阻力較大。樁徑為140 mm的模型樁樁身軸力傳遞特性和樁側(cè)摩阻力發(fā)揮程度優(yōu)于樁徑為100 mm的模型樁。

2）在均質(zhì)黏性土地層中，靜壓沉樁阻力主要為樁端阻力，沉樁過程中，樁側(cè)摩阻力較小，不同樁徑對(duì)樁端阻力和樁側(cè)摩阻力均有影響。與樁端阻力相比，樁徑對(duì)樁側(cè)摩阻力的影響較大。

3）隨深度的增加，兩種不同樁徑樁身軸力不斷減小，軸力減小的速率隨深度增加而逐漸增加。在同一深度處，樁身軸力隨著貫入深度的增加增幅越明顯，且樁徑越大，樁身軸力增幅越顯著。

4）黏性土中，樁身單位側(cè)摩阻力沿深度非均勻分布，深度越大樁身單位側(cè)摩阻力越大。同一深度下，樁徑越大，樁身單位側(cè)摩阻力越大。隨著貫入深度的增加，相同深度處的樁身單位側(cè)摩阻力逐漸減小，樁身單位側(cè)摩阻力存在“側(cè)阻退化效應(yīng)”，且樁徑越大，退化越顯著。

本文模型試驗(yàn)結(jié)果作為定性分析，定性地反映實(shí)際樁體的樁身軸力傳遞、樁側(cè)阻力、樁端阻力等貫入特性。

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（編輯 王秀玲）