软土地基中大直径长桩、超长桩被广泛应用于高(超高)层建筑和重要构筑物。但由于对其机理认识不足,也出现了很多工程事故。这一课题有必要在理论上加以系统研究。本课题拟通过模型桩的离心机试验,利用相似原理,分析桩-土作用过程中土的性状,系统地研究桩-土界面性状对侧阻和承载力的影响并提出评价参数。结合大量现场试验,分析侧阻极限值与相对桩土位移的关系,研究侧阻和端阻的耦合作用机理及其影响。明晰桩侧阻发挥规律和软化机理,提出侧阻软化后残余强度的计算公式。同时建立桩-土性状对侧阻和承载力影响的数据库,并进行定量的分析研究。最终提出考虑侧阻软化、侧阻和端阻耦合作用以及桩-土界面性状影响的长桩、超长桩计算理论和设计方法。本课题对完善桩基尤其是大直径长桩、超长桩的承载力和沉降计算理论,指导大直径长桩、超长桩的实际设计应用具有重要的理论和经济意义。
通过室内试验、现场试验和理论研究,系统研究揭示了大直径超长桩侧阻软化的机理。通过室内试验,研究了泥皮的物理力学性能,提出了改善其性能的方法。通过模型桩的离心试验,系统分析了深厚软土地基大直径超长单桩和群桩的工作性状,研究了桩土界面性状以及泥皮对桩基承载力的影响。通过建立理论模型,研究了侧阻与端阻的耦合作用机理,对桩侧阻软化进行了理论上的分析研究,揭示了桩侧阻发挥规律和软化机理。通过现场试验,分析了侧阻极限值与桩土相对位移的关系,提出侧阻软化后残余强度的计算公式。基于耦合分析方法,建立了考虑侧阻软化的桩基承载力计算的广义三折线模型。在对大量现场测试数据分析的基础上,建立了桩基试验分析数据库,对软土地基的桩基工作性状进行了统计分析,提出了一系列有指导性的建议,并已应用到桩基设计中。提出了解决桩侧阻软化的方法-桩端(侧)后注浆技术。通过本项目研究,共发表(含录用)学术论文16篇,其中EI收录2篇,出版专著(编著)3部。以该成果为部分内容的科技成果于2005年通过省级科技鉴定,达到国际先进水平,并获得2005年浙江省科技进步三等奖。