基于光纤传感技术的泥岩地基动力打入桩施工效应现场试验

为探讨泥岩地基动力打入桩的施工效应与承载力异常问题，基于低温敏光纤应变传感器联合桩端全截面轮辐压力传感器实时监测打桩过程中桩身应力及桩端阻力，明确打桩过程中试桩内力和桩端阻力随贯入深度的变化规律；通过竖向抗压静载荷试验与高应变动测分析各试桩的承载特性；利用打桩锤击数和锤重分析锤击能对动力打入桩沉桩效应的影响，借助打桩前后桩边标准贯入试验锤击数随桩长的分布，揭示动力打桩对桩周泥岩强度的影响机制。结果表明：沉桩过程中不同测试传感器得到的桩端阻力时程曲线变化规律较为一致，静载试验获得的试桩极限承载力比高应变动测得到的结果偏高，试桩均表现出端承型桩的特性；重锤打桩桩身应变变化幅度明显较大，打桩能量与试桩的竖向承载力有关，高能量打桩导致泥岩结构损伤加重，会降低动力打入桩的承载力；打桩后桩周泥岩的标贯试验锤击数与打桩前相比明显减小，宏观上表明动力打桩对桩周泥岩结构造成不同程度的损伤，可以认为泥岩结构损伤是动力打入桩承载力降低的主要原因之一。     

原状泥岩中模拟动力打桩与浸水静载试验研究

为深入研究泥岩地基动力打入桩的承载性能，考虑打桩过程和水对桩周泥岩力学性质的影响，开展室内模拟打桩与浸水静载模型试验、针贯入仪试验及电子放大镜试验，结合现场试验数据分析泥岩地基打入桩的沉贯特性与承载性能，明确桩周泥岩强度损伤特性。研究表明：(1)泥岩不均匀性强，软硬互层现象显著，强度最大值与最小值相差约13.5倍，泥岩强度与打桩锤击数变化趋势具有同步性。(2)软夹层处泥岩浸水后强度平均降低64.2%，静载试验沉降量大且破坏现象发生在泥岩软夹层处，陡降特征与现场试验结果一致。(3)打桩损伤范围为2d(d为桩径)，桩周0～0.5d,0.5d～1.0d,1.0d～1.5d,1.5d～2.0d内泥岩强度平均值分别降低66%,40.5%,17%,7%。(4)桩端泥岩存在挤密松弛现象，桩端处泥岩强度较桩周2d处增加11.1%，较桩身相同位置处平均增加194.5%。(5)泥岩软硬互层的不均匀性是造成泥岩地基打入桩承载力问题的重要原因，岩土工程勘察容易忽略泥岩的互层性，认为泥岩总是比较均匀、稳定、强度随深度增加而增加，对这种现象应提高认识，予以重视。