冻土区基础设计的合理性是建筑物设计的重点,是工程成败的关键。冻土区天然上限冻融循环、冻胀、融沉等病害十分普遍,许多水工建筑物基础由于工程地质条件,特殊的功能性限制只能采用深基础即桩基础。钻孔灌注桩基础,是国内外工程广泛采用的基础形式,可适用于各类地质条件。文章着重阐述灌注桩在冻土地区竖向承载力及抗拔稳定性计算方法。
深埋藏的天然气管线与周围因冻胀性差异发生位移的冻土之间的相互关系已经引起关注。本文介绍了一种在实验室检测的基于冻土地带抗拔阻力递减对不同冻胀作用下的管线进行模拟的半定量方法。非线性的应力应变预测结果与有限元分析方法结果取得了很好的一致。采用一种参数研究方法来分析那些可以改变冻土地带抗拔阻力的关键因素。相比很多种此类方法,最终发现剩余阻抗是影响管线应力应变的一个很重要的参数。
结合青藏铁路多年冻土区钻孔灌注抗拔桩现场载荷试验,依据场地多年冻土地温实测资料、物理力学参数以及冻土类型,考虑多年冻土蠕变特性,对冻土区钻孔灌注抗拔桩进行非线性有限元分析。桩–土体系有限元分析采用三维十节点四面体等参单元,桩–土相互作用采用面–面接触单元;同时,假定桩–土体系本构模型服从Drucker-Prager屈服准则。通过数值模拟计算结果与抗拔桩现场载荷试验的对比分析,结果表明,考虑冻土蠕变的分析结果与试验值较为接近,不考虑冻土蠕变时,当外载荷较大时桩顶上拔位移的计算值要比试验值小43%左右,但外载荷较小时两种计算结果差别不大。因此,考虑冻土蠕变的分析方法更比较符合多年冻土区钻孔灌注抗拔桩的实际受荷特点。
以新疆地区某高压输电线冻土桩基础受力分析为背景,在人工冻结条件下,进行了单桩的室内抗拔模型试验.研究了在不同冻结温度下,冻土中单桩在竖向上拔荷载作用下的承载力特性及其力学性状,分析了包括桩的轴力、桩土之间的冻结力沿桩身的分布规律,桩头竖向位移与荷载的关系,并且定量分析了冻结力和承载力与冻结温度的关系.最后,将分析结果与抗压桩进行了比较.成果可为西部冻土地区桩基的设计与施工提供参考依据.
结合对冻土区钻孔扩底桩的现场试验数据,论述了灌注桩地温的回冻规律及上限变化情况,通过现场静载试验,比较了扩底桩与直孔桩的抗拔能力,分析了桩周土体冻结强度、地面变化的基本状态。
