浙江宁波地连墙-重力式复合锚碇基础承载性能试验研究

重力型锚碇是悬索桥施工中常用的基础基础形式，随着悬索桥施工的大型化，其尺寸越来越大，而设计中一般将锚碇等效为实体基础，只考虑地基与基础的摩擦特性，不考虑基础底板下地连墙的嵌固作用，在抗滑、抗翻计算中只考虑了地基与基础的摩擦特性。所以，传统的圆形地连墙只作为围护结构，用于衬砌浇筑、衬砌挖土和衬砌底板施工的围护环境，使基础规模大，施工周期长，造价高。重力式锚碇基础是国内外学者广泛研究的课题。Bruce等[1]介绍了纽约里斯满大道泵站工程1992年圆形地连墙支护结构的设计思路、施工步骤，为今后类似工程提供有益的经验。采用三维有限元方法，对地连墙的墙高85.5 m、直径32.0 m的圆形地连墙支护结构开挖及施工过程进行了较详细的模拟，得到了地连墙的应力及变形特征。(b) Hsien等[3]和 Long [4]都指出，圆形地连墙支护结构在设计和施工过程中应考虑其本身对结构的高度敏感性。皮皮纳托[5]、加岛聪等[6]对日本明石海峡大桥作为挡墙使用的地连墙进行了地基稳定、圆形挡墙应力和变形等验算。上述研究仅将地连墙作为围护结构处理，没有考虑其与锚碇基础的协同作用。针对虎门大桥东岸隧道锚碇，夏才初等

[7]对其进行了1:50相似比的现场结构模型试验，研究了锚碇结构和岩体的变形机理和破坏模式。以宁波庆丰悬索桥为例，通过1:100相似比的室内模型试验，研究了软土中的锚固锚固结构、相邻土体变位、土体附加应力分布与锚固力、锚固时间的关系。在虎门二桥悬索桥锚碇基础数值研究的基础上，指出考虑地连墙复合作用，可大大提高基础的抗滑移能力，使基础由滑移破坏转变为倾覆破坏；李永盛[12]在江阴长江公路大桥北锚碇基础上，进行了1:100的相似材料模型试验，提出了以增强锚碇结构与相邻地层稳定状态为目的的地基加固措施、结构选型和埋设深度等措施。林荣安[13]利用有限元方法对武汉阳逻长江公路大桥重力式锚碇进行了分析，研究了锚碇的地基承载力、抗滑动稳定、抗倾覆稳定及沉降特性；

[15]等基于有限元方法研究了锚固体的巨大质量使锚碇的水平位移对摩擦系数的变化不敏感，而基岩深度对基础位移影响较大。在室内物理模型试验的基础上，分析了魏焕卫[16]、刘红军[17]等人的内力、变形等规律，分别研究了组合地基和吸力锚的承载能力；在大型物理模型试验和现场试验的基础上，进行了桥梁逆作承台—群桩复合地基的应用研究，通过分析不同荷载作用下桩端阻力、桩侧摩阻力、桩基沉降、桩—土—承台荷载分担比等参数，研究了承台-群桩复合地基的承载能力，其研究方法和思路对本论文有一定的参考价值。为充分发挥地连墙对锚固基承载力的贡献，在前人研究成果的基础上，设计方创新地提出了一种新型设计方案，即保持圆形地连墙的结构型式，在其底板高度范围内增加接驳钢筋，使底板、内衬和地连墙三方牢固连接，从而发挥地连墙与锚固基主体结构共同作用的地连墙-重力式锚固基复合基础。这也是对传统地连墙在施工阶段只作为围护结构开挖的设计思想的一次重大突破，可以减少整体地基的规模，节约工程费用，形成新的设计分析方法。在上述新的设计思想的基础上，利用国家工程研究中心的大型地基-基础模型试验槽，对传统锚固基础和在不考虑复合效应的情况下，分别进行相同锚固索载荷、相同变位限值和稳定安全系数限值条件下的地基-基础模型承载能力对比试验，在分析荷载变化关系、基础应力分布和分配规律的基础上，研究地连墙复合基础的承载能力，为后续实际工程的设计和施工提供技术支持。