注浆微型钢管桩体轴向承载特性的试验研究
Test Study on Axial Mechanical Properties of Grouted Micro⁃steel⁃pipe⁃piles
- 防灾减灾工程学报 2021年41卷第6期 页码：1167-1176
- 作者机构：
河北工业大学土木与交通学院，天津 300401
- 作者简介：
肖成志(1976—)，男，教授，博士。主要从事岩土工程领域方面的研究。E-mail：chengzhixiao@hotmail.com
- 基金信息：国家自然基金项目(41877255);河北省自然基金项目(E2018202108);承德市科技支撑计划项目(201706A075)
DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.201907056
中图分类号： TU311-
纸质出版：2021-12-15
- 稿件说明：
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肖成志,司雨,王子寒等.注浆微型钢管桩体轴向承载特性的试验研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1167-1176.
XIAO Chengzhi,SI Yu,WANG Zihan,et al.Test Study on Axial Mechanical Properties of Grouted Micro⁃steel⁃pipe⁃piles[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1167-1176.
肖成志,司雨,王子寒等.注浆微型钢管桩体轴向承载特性的试验研究[J].防灾减灾工程学报,2021,41(06):1167-1176. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201907056.
XIAO Chengzhi,SI Yu,WANG Zihan,et al.Test Study on Axial Mechanical Properties of Grouted Micro⁃steel⁃pipe⁃piles[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2021,41(06):1167-1176. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.201907056.
摘要
针对注浆微型钢管桩用于桩基工程时的承载与变形性能的研究相对较少，借助室内试验研究钢管直径
d
和壁厚
t
、桩体长
H
、浆体水灰比、钢管表面布孔直径
r
和间距
s
等因素对微型钢管桩轴向承载、变形和破坏模式的影响。结果表明：钢管直径和壁厚是影响微型钢管桩轴向极限荷载的主要因素，随着钢管直径和壁厚增加，极限荷载近似呈线性增加，破坏模式由脆性破坏向延性破坏发展；增加桩长或注浆体水灰比，极限荷载呈减少趋势；当钢管直径与桩径之比增至0.59≤
d/D
≤0.72时，试验桩长、注浆水灰比和钢管表面布孔形式对轴向极限荷载的影响较小；进而基于桩体轴向承载特性及钢管受力与应变分析，提出了合理桩径比值为0.59≤
d/D
≤0.72，并提出了微型钢管桩轴向极限荷载计算公式。
Abstract
Studies on mechanical and deformation performance of grouted micro-steel-pipe-piles （MSPP） in pile engineering are relatively rare. In this paper， a series of tests were carried out to investigate the effect of the parameters， such as diameter
d
and wall thickness
t
of steel pipe， the length of pile specimen
H
， the water-cement ratio， and the layout mode of holes in steel pipes， on axial bearing capacity， deformation and failure mode of MSPP. The tests results showed that the diameter and the wall thickness of steel pipe play dominant roles in enhancing axial bearing capacity of MSPP. With the increase of diameter and wall thickness of steel pipe， the ultimate axial load of MSPP tends to increase linearly， and the failure mode of MSPP shifts from brittle failure to ductile fracture. Increasing the length of MSPP specimen or improving the water-cement ratio results in a decrease of axial ultimate bearing capacity； when the diameter ratio of steel pipe to MSPP，
d
/
D
， increases and falls in the range of 0.59 to 0.72， the length of MSPP specimen， the water-cement ratio and the layout of holes do not significantly affect the axial ultimate bearing capacity of MSPP. Furthermore， on the basis of comprehensive consideration on axial load characteristics and mechanical behavior and strain of steel pipe， a reasonable diameter ratio range of steel pipe to MSPP， 0.59≤
d
/
D
≤0.72， is presented herein， and an empirical expression on calculating the axial bearing capacity of grouted MSPP is put forth as well. The analytical results in this paper will be helpful in guiding design of MSPP in practical projects.
关键词
Keywords
references
Lizzi F . Reticulated root piles to correct landslides ［C］∥ ASCE Convention and Exposition . Chicago ： ［s.n.］ ， 1978 ： 25 .
Cantoni R ， Collotta T ， Ghionna V ， et al . A design method for reticulated micropiles structures insliding slopes ［J］. Ground Engineering ， 1989 ， 22 （ 4 ）： 41 - 47 .
Kahribt M A ， Abbas J M . Lateral response of a single pile under combined axial and lateral cyclic loading in sandy soil ［J］. Civil Engineering Journal ， 2018 ， 4 （ 9 ）： 1996 ⁃ 2010 .
张耀春 ， 王秋萍 ， 毛小勇 ， 等 . 薄壁钢管混凝土短柱轴压力学性能试验研究 ［J］. 建筑结构 ， 2005 ， 35 （ 1 ）： 22 - 27 .
Zhang Y Ch ， Wang Q P ， Mao X Y ， et al . Research on mechanics behavior of stub-column of concrete-filled thin-walled steel tube under axial load ［J］. Building Structure ， 2005 ， 35 （ 1 ）： 22 - 27 . （in Chinese）
柯晓军 ， 陈宗平 ， 应武挡 ， 等 . 钢管高强混凝土柱轴压性能试验研究 ［J］. 建筑结构 ， 2014 ， 44 （ 16 ）： 46 - 49 .
Ke X J ， Chen Z P ， Ying W D ， et al . Experimental study on the axial compression performance of high-strength concrete filled steel tube columns ［J］. Building Structure ， 2014 ， 44 （ 16 ）： 46 - 49 . （in Chinese）
周绪红 ， 刘界鹏 ， 张素梅 . 圆钢管约束钢筋混凝土短柱的轴压力学性能 ［J］. 工程力学 ， 2009 ， 26 （ 11 ）： 53 - 59 .
Zhou X H ， Liu J P ， Zhang S M . Behavior of circular tubed reinforced concrete stub columns under axial compression ［J］. Engineering Mechanics ， 2009 ， 26 （ 11 ）： 53 - 59 . （in Chinese）
周绪红 ， 王宣鼎 ， 甘丹 ， 等 . 大径厚比圆钢管约束型钢混凝土短柱轴压性能研究 ［J］. 建筑结构学报 ， 2015 ， 36 （ 增1 ）： 240 - 246 .
Zhou X H ， Wang X D ， Gan D ， et al . Axial loading behavior of circular tubed-steel-reinforced-concrete stub columns with high diameter-to-thickness ratio ［J］. Journal of Building Structures ， 2015 ， 36 （ Sup 1 ）： 240 - 246 . （in Chinese）
徐鹏飞 ， 张公 ， 李晓璐 ， 等 . 不同壁厚钢管混凝土短柱轴压性能试验研究 ［J］. 北京工业大学学报 ， 2017 ， 43 （ 10 ）： 1514 - 1520 .
Xu P F ， Zhang G ， Li X L ， et al . Experiment study of axial compression performance of concrete filled steel tube short column with different wall thickness ［J］. Jouranl of Beijing University of Technolgy ， 2017 ， 43 （ 10 ）： 1514 - 1520 . （in Chinese）
谷利雄 ， 丁发兴 ， 付磊 ， 等 . 圆端形钢管混凝土轴压短柱受力性能研究 ［J］. 中国公路学报 ， 2014 ， 27 （ 1 ）： 57 - 63 .
Gu L X ， Ding F X ， Fu L ， et al . Mechanical behavior of concrete-filled round-ended steel tubular stub columns under axial load ［J］. China Journal of Highway and Transport ， 2014 ， 27 （ 1 ）： 57 - 63 . （in Chinese）
吕文龙 ， 刘恋 ， 邓婷 . 钻孔注浆钢管桩桩身轴压承载力的试验研究 ［J］. 建筑科学 ， 2016 ， 32 （ 3 ）： 61 - 65 .
Lyu W L ， Liu L ， Deng T . Axial behavior test of steel tubular injection piles filled with cement mortar ［J］. Building Science ， 2016 ， 32 （ 3 ）： 61 - 65 . （in Chinese）
宗钟凌 ， 鲁先龙 ， 李青松 ， 等 . 静压钢管注浆微型桩承载性能试验研究 ［J］. 岩土力学 ， 2017 ， 38 （ 增2 ）： 323 - 329 .
Zong Zh L ， Lu X L ， Li Q S ， et al . An experimental study of bearing capacity of post-grouting jacked steel pipe micropiles ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2017 ， 38 （ Sup 2 ）： 323 - 329 . （in Chinese）
龚健 ， 陈仁朋 ， 陈云敏 ， 等 . 微型桩原型水平荷载试验研究 ［J］. 岩石力学与工程学报 ， 2004 ， 23 （ 20 ）： 3541 - 3546 .
Gong J ， Chen R P ， Chen Y M ， et al . Prototype testing study on micropilles under lateral loading ［J］. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering ， 2004 ， 23 （ 20 ）： 3541 - 3546 . （in Chinese）
张津荣 . 薄壁开孔圆钢管轴压稳定分析 ［J］. 建筑结构 ， 2013 ， 43 （ 增1 ）： 1444 - 1446 .
Zhang J R . Axial compression stability analysis of thin-walled tubular with hole ［J］. Building Structure ， 2013 ， 43 （ Sup 1 ）： 1444 - 1446 . （in Chinese）
乐腾胜 ， 雷金波 ， 周星 ， 等 . 有孔管桩单桩承载性状试验及分析 ［J］. 岩土力学 ， 2016 ， 37 （ 增2 ）： 415 - 420 .
Yue T Sh ， Lei J B ， Zhou X ， et al . Test and analysis of bearing capacity behavior of pipe-pile with holes ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2016 ， 37 （ Sup 2 ）： 415 - 420 . （in Chinese）
金属材料拉伸试验第1部分： 室温试验方法 GB/T228.1—2010 ［S］. 北京 ： 中国标准出版社 ， 2010 .
Metallic materials-tensile testing-part 1： method of test at room temperature GB/T228.1—2010 ［S］. Beijing ： China Standards Press ， 2010 . （in Chinese）
建筑桩基技术规范 ： JGJ 94—2008 ［S］. 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2008 .
Technical code for building pile foundations ： JGJ 94—2008 ［S］. Beijing ： China Architecture and Building Press ， 2008 . （in Chinese）
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