王永洪，張明義，孫紹霞，白曉宇，苗德滋

(青島理工大學(xué) a. 土木工程學(xué)院；b. 山東省高等學(xué)校藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)工程建設(shè)與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，山東 青島 266033)

靜壓沉樁過(guò)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(guò)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(guò)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(chǎng)試驗(yàn)方面，張明義等[6]在現(xiàn)場(chǎng)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?？芎＠诘萚7]通過(guò)PHC管樁樁身刻槽埋入FBG傳感器，分離了沉樁過(guò)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(chǎng)靜力壓入及載荷試驗(yàn)，研究了穿過(guò)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(guò)程，研究了沉樁過(guò)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)。寇海磊等[11]通過(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(cè)試元件測(cè)試了貫入過(guò)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(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)對(duì)靜壓沉樁問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)程圍壓和摩阻力的關(guān)系。周航等[23]通過(guò)異形截面樁透明土沉樁模型試驗(yàn)，開(kāi)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(chǎng)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(guò)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(cè)類傳感器進(jìn)行測(cè)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(cè)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(cè)試傳感器會(huì)造成較大誤差，使測(cè)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(xiě)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(cè)試過(guò)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(kāi)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(zhǎng)×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(kāi)口，模型箱放置在尺寸為4 000 mm×4 000 mm(長(zhǎng)×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。

圖1 模型箱圖

圖2 加載系統(tǒng)圖

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(zhǎng)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(zhǎng)徑比、模型樁制作等因素確定。模型樁頂部通過(guò)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(kāi)槽后封裝，開(kāi)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(shù)脂封裝。樁身中部和底部均開(kāi)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(kāi)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(cè)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(zhǎng)分辨率為1 pm，精度為2 pm，工作波長(zhǎng)范圍為1 500～1 600 nm，動(dòng)態(tài)范圍為±3 nm。

圖3 傳感器布設(shè)圖

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(jiàn)表1。

圖4 地基土制備

表1 地基土物理力學(xué)參數(shù)Table 1 Physical and mechanical parameters of foundation soil

為了充分利用試驗(yàn)條件，模型樁在模型箱中間對(duì)稱壓樁，模型樁間距d1=1 000 mm，模型樁距箱壁較近距離為d2=900 mm，d2/D1=6.4，d2/D2=9。Yegian[29]通過(guò)有限元分析，Rao等[30]通過(guò)模型試驗(yàn)研究證明模型箱邊界在樁體6～8倍樁徑范圍外即可忽略邊界效應(yīng)?；诖?，試驗(yàn)選用的模型箱和模型樁在沉樁過(guò)程中可忽略邊界效應(yīng)。

1.4 沉樁過(guò)程

沉樁前首先通過(guò)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(cè)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(guò)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(guò)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(cè)量沉樁過(guò)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(guò)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(shì)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(jiàn)，不同的貫入深度下，樁身軸力

圖5 壓樁力-深度關(guān)系曲線

圖6 樁身軸力-深度關(guān)系曲線

分布趨勢(shì)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(shuō)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(jiàn)，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：

圖7 樁側(cè)摩阻力-深度關(guān)系曲線

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(zhǎng)的速率變小，與寇海磊等[7]在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(guò)程無(wú)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(chǎng)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(guò)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(shuō)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?jiàn)，隨著貫入深度的增加,“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(guò)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(shì)，這是沉樁過(guò)程中對(duì)樁側(cè)樁端土的壓密效應(yīng)所致。沉樁過(guò)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。可以看出，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(shì)，說(shuō)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(guò)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(zhǎng)趨勢(shì)。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(guò)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(guò)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(zhǎng)趨勢(shì)。

圖9 樁側(cè)摩阻力-深度關(guān)系曲線

2.6 沉樁過(guò)程中貫入阻力

圖10為兩種不同樁徑模型樁沉樁過(guò)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(shì)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(shì)及數(shù)值均小于樁端阻力，說(shuō)明沉樁過(guò)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(lái)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(guò)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(jiàn)，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(jiàn)，均質(zhì)黏性土地層靜壓沉樁阻力主要為樁端阻力，沉樁過(guò)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。

圖10 貫入阻力-深度關(guān)系曲線

表2 沉樁結(jié)束時(shí)樁端阻力、樁側(cè)阻力及占?jí)簶读Φ陌俜直萒able 2 Percentage of pile end resistance and pile side resistance at the end of pile sinking

3 結(jié)論

1)在均質(zhì)黏性土中開(kāi)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(guò)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。