傾斜度影響斜-直組合樁單側(cè)受力響應(yīng)試驗(yàn)研究

周德泉，曹之燁，馮晨曦，肖燦,4，周毅

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué)道路結(jié)構(gòu)與材料交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙，410114；2.長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410114；3.湖南中大檢測(cè)技術(shù)集團(tuán)有限公司，湖南長(zhǎng)沙，410000；4.中交四航工程研究院有限公司，廣東廣州，510230)

在深厚軟弱地基或者厚度不均勻軟弱地基上修筑公(鐵)路路堤或者廣場(chǎng)時(shí)，常常采用豎直樁復(fù)合地基，并在坡腳外設(shè)置3～4 排或者更多排樁體，目的是對(duì)軟基形成側(cè)向約束作用[1-2]，但填筑體滑移、坍塌事故仍未能避免。為確保地基穩(wěn)定，研究者采取了多種有效措施并提出了許多有效方法，如：鄭剛等[3-4]在離心試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，采用有限差分法開展了路堤下剛性樁復(fù)合地基穩(wěn)定性分析，認(rèn)為在群樁條件下，坡腳附近部分樁體首先在軟硬土層交界面附近發(fā)生彎曲破壞，最后由于部分樁體發(fā)生整體傾覆破壞或者再次發(fā)生彎曲破壞而導(dǎo)致路堤發(fā)生失穩(wěn)破壞，為此，提出了路堤下復(fù)合地基關(guān)鍵樁的概念和分區(qū)不等強(qiáng)的穩(wěn)定性控制設(shè)計(jì)理念，通過提高關(guān)鍵樁樁體抗彎強(qiáng)度及延性，有效提高路堤整體穩(wěn)定性；黃俊杰等[5]通過離心試驗(yàn)和數(shù)值模擬，分析了素混凝土樁復(fù)合地基支承路堤失穩(wěn)破壞機(jī)制，認(rèn)為最靠近坡腳的素混凝土樁最先產(chǎn)生彎曲破壞而不是剪切破壞，隨樁間距增大，樁體彎曲破壞逐漸向路堤中心方向發(fā)展。這些研究表明坡腳樁非常關(guān)鍵，坡腳樁工程性狀研究受到重視。為此，本文作者提出在坡腳設(shè)置斜-直組合樁[6]抵抗復(fù)合地基水平移動(dòng)，以1排斜樁代替3～4 排直樁。目前，人們對(duì)斜-直組合樁的相關(guān)研究很少，而對(duì)與之相似的傾斜樁、雙排樁的研究較多。周健等[7]采用室內(nèi)模型試驗(yàn)與顆粒流數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)被動(dòng)側(cè)向受荷樁在砂土中的樁土相互作用進(jìn)行了研究，認(rèn)為長(zhǎng)樁繞某固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，短樁以平移方式為主運(yùn)動(dòng)。周德泉等[8-9]采用室內(nèi)模型試驗(yàn)研究了復(fù)合樁基側(cè)向約束樁水平位移和受力規(guī)律，認(rèn)為側(cè)向約束樁的樁身側(cè)移沿深度先增大后減小且存在峰值，峰值出現(xiàn)在距離地面0.4倍地面以下樁長(zhǎng)所在截面，彎矩隨間距增大而增大。CHEN等[10]采用有限差分法研究了不同傾斜度單樁在水平荷載作用下的工程性狀，認(rèn)為隨著斜樁傾角增大，樁身側(cè)移減小。曹衛(wèi)平等[11]采用有限元研究水平荷載作用下傾角在5°～25°變化時(shí)斜樁變形規(guī)律，認(rèn)為在樁頂水平荷載作用下，斜樁的樁身彎矩、剪力均比直樁的小，斜樁最大彎矩出現(xiàn)在樁頂下約5d深度處，最大剪力出現(xiàn)在樁頂處。周翠英等[12]提出了將內(nèi)、外側(cè)樁及中間連系梁和樁間土視為一個(gè)整體，將內(nèi)、外側(cè)樁受到的地基土抗力簡(jiǎn)化為彈性支撐，提出了樁間土對(duì)內(nèi)側(cè)直樁的作用模式和作用力計(jì)算分析模型。ZHAO等[13]利用數(shù)值模擬對(duì)比分析單排抗滑樁、錨固抗滑樁、門式抗滑樁、h 型雙排樁的樁土作用，認(rèn)為h型雙排樁的受力性狀更加合理。以上研究表明，傾斜樁水平工作性狀研究主要集中在主動(dòng)承受水平荷載方面，對(duì)被動(dòng)承受水平荷載性狀研究較少[10-11]；雙排樁[12-13]比豎直單樁[7-9]、雙排單樁在限制土體側(cè)移方面能力更強(qiáng)且受力分布更佳。斜-直組合樁[6]結(jié)合傾斜樁、雙排樁優(yōu)勢(shì)，抵抗路堤坡腳側(cè)移更具有合理性，但其工作機(jī)制尚不清楚。本文采用室內(nèi)模型試驗(yàn)研究松散砂土中4種不同傾斜度的斜-直組合樁(樁頂通過連梁連接)在單側(cè)加載下的土壓力、水平位移和彎矩變化規(guī)律，分析破壞形式，為坡腳斜-直組合樁的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 模型試驗(yàn)概況

1.1 基本原理

斜-直組合樁受力響應(yīng)的影響因素很多，如外側(cè)斜樁傾斜度、樁和連梁的幾何尺寸、樁體剛度、地質(zhì)條件、荷載等，僅僅依靠單次模型實(shí)驗(yàn)獲得相應(yīng)變化規(guī)律非常困難。本實(shí)驗(yàn)將4 組斜-直組合樁(僅外側(cè)斜樁傾斜度不同，其他參數(shù)均相同)對(duì)稱設(shè)置在承壓板兩側(cè)，模擬實(shí)際工程中的斜-直組合樁單元，以砂土模擬均質(zhì)地基，居中的承壓板分級(jí)受載，以模擬路堤填筑。

承壓板兩側(cè)對(duì)稱布置的4 組斜-直組合樁必然承受對(duì)稱荷載的作用，其受力響應(yīng)的差異源自外側(cè)斜樁傾斜度不同。

1.2 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)與安裝

在坡腳設(shè)置的斜-直組合樁[6]由內(nèi)側(cè)直樁、外側(cè)斜樁和連梁3部分構(gòu)成，見圖1。

圖1 斜-直組合樁Fig.1 Inclined-vertical combined pile

本次模型試驗(yàn)在長(zhǎng)×寬×高為1 420 mm×720 mm×1 100 mm 的模型箱中進(jìn)行，模型箱框架由鋼條焊接，邊框?yàn)殇摶Ａ?長(zhǎng)邊)和木板(短邊)。模型試驗(yàn)布置如圖2所示。參照J(rèn)GJ 94—2008“建筑樁基技術(shù)規(guī)范”[14]定義樁身傾斜度為斜樁在水平面上投影與在豎直面上投影的比值。根據(jù)外側(cè)斜樁傾斜度，將斜-直組合樁分為組合Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ共4個(gè)組合，按照對(duì)稱原則布置在承壓板兩側(cè)。其中Z1～Z4 為組合Ⅰ～Ⅳ的內(nèi)側(cè)直樁，X1～X4 為組合Ⅰ～Ⅳ中傾斜度分別為5%，10%，15%和20%的外側(cè)斜樁。參照文獻(xiàn)[15-16]設(shè)置內(nèi)側(cè)直樁與外側(cè)斜樁樁頂間距為90 mm，組合間的間距為240 mm，內(nèi)側(cè)直樁樁頂距荷載板為150 mm，以確保4 個(gè)組合間互不影響，并盡可能減小邊界效應(yīng)。

圖2 模型樁布置示意圖Fig.2 Arrangements of model piles

考慮砂土參數(shù)恒定，模型土選用干砂，由紗網(wǎng)過篩后再晾干得到試驗(yàn)要求的中砂，內(nèi)摩擦角φ=32°，最大粒徑約5 mm，密度為1.84 g/cm3，相對(duì)密度為2.68，含水率約為2%，不均勻系數(shù)Cu=5.50，曲率系數(shù)Cc=2.70。級(jí)配良好，級(jí)配曲線如圖3所示。

圖3 模型土級(jí)配曲線Fig.3 Grain-size distribution curve of model soil

試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)由百分表、應(yīng)變片、土壓力盒和TDS-530 型應(yīng)變儀組成，分別用于測(cè)試外側(cè)斜樁水平位移、內(nèi)外側(cè)樁樁身應(yīng)變和水平土壓力。試驗(yàn)前對(duì)樁體澆模時(shí)，采用凹槽法[17]在樁兩面對(duì)應(yīng)黏貼應(yīng)變片(型號(hào)為B×120-80AA，電阻為(120.8±0.5)Ω，柵長(zhǎng)×柵寬為80 mm×3 mm，靈敏系數(shù)為2.06)。每根樁安裝10個(gè)應(yīng)變片，分別在離樁頂80，240，400，560 和720 mm 處。土壓力盒固定在樁的主要受力面(丹東市三達(dá)測(cè)試儀器廠生產(chǎn)，型號(hào)為DYB-2，量程為0.1 MPa)，每根樁安裝4個(gè)土壓力盒，分別在離樁頂175，325，475和625 mm處。模型安裝時(shí)，在外側(cè)斜樁的不同深度處(離樁頂分別為80，240，400，560 和720 mm)水平設(shè)置直徑為10 mm 的PVC 管，并用AB 膠 將PVC 管端與可伸縮軟管黏貼，保留軟管長(zhǎng)度3 cm，再將軟管另一端用502膠與樁表面緊貼，以預(yù)留一定的樁體位移空間，同時(shí)確保模型土不進(jìn)入PVC 管內(nèi)部造成堵塞，不影響側(cè)移測(cè)試精度，然后，將加長(zhǎng)探針穿過水平PVC 管緊貼樁身。填土?xí)r，先填厚度150 mm 達(dá)到設(shè)計(jì)樁底。安置時(shí)，貼合預(yù)先做好的可活動(dòng)框架，并利用方木和透明膠在全部模型樁中部、頂部分別固定，確保填土?xí)r樁的傾斜度準(zhǔn)確、不受擾動(dòng)，采用砂雨法充填模型土至樁中時(shí)拆除方木并繼續(xù)填土至樁頂附近，預(yù)留高度為30 mm，用方形模具現(xiàn)澆連梁，填筑完成后靜置30 d，使模型土自重沉降。

模型樁參數(shù)如表1所示，待樁體埋入土體后樁頂預(yù)留空間(長(zhǎng)×寬×高為180 mm×30 mm×30 mm)，現(xiàn)澆水泥砂漿形成連梁。

表1 模型樁參數(shù)Table 1 Parameters of model piles

試驗(yàn)加載系統(tǒng)由預(yù)先標(biāo)定的千斤頂和固定的反力梁組成。試驗(yàn)參照規(guī)程[18]進(jìn)行，第一級(jí)荷載為55 kPa，分9級(jí)進(jìn)行加載，最大荷載255 kPa。每級(jí)加載后立即讀取百分表，采集應(yīng)變，隔10，10，10，15和15 min采集數(shù)據(jù)，之后每隔0.5 h采讀1 次，直到穩(wěn)定為止。當(dāng)外側(cè)斜樁水平位移大幅度增加時(shí)停止加載。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 地基沉降曲線特征

圖4所示為模型砂土的荷載(p)-沉降(s)曲線(簡(jiǎn)稱p-s曲線)。在加載過程中，p-s曲線整體呈上凸形；回彈曲線幾乎水平。上述地基土的p-s曲線與文獻(xiàn)[19]中的地基沉降規(guī)律相似，說明本次試驗(yàn)的加載、位移測(cè)試系統(tǒng)可靠。

圖4 砂土地基的荷載(p)-沉降(s)曲線Fig.4 p-s curves of sand soil foundation

2.2 內(nèi)、外側(cè)樁水平土壓力變化規(guī)律

圖5所示為加載至80，180和255 kPa時(shí)，4種組合的內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力(p)-距樁頂深度(z)的變化曲線(簡(jiǎn)稱p-z曲線)。分析圖5可得：

圖5 4種組合中內(nèi)側(cè)直樁樁側(cè)土壓力變化規(guī)律Fig.5 Horizontal soil pressure variation law of inside vertical piles in four combinations

1)內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力沿樁身自上而下先增大后減小，峰值位于樁身中部。樁身中部增長(zhǎng)率較大，說明內(nèi)側(cè)直樁樁身中部對(duì)單側(cè)加載下的土壓力較敏感。

2)在相同荷載作用下，內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力從小到大依次為直樁Z1，Z2，Z3 和Z4，說明斜-直組合樁內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而增大。

圖6所示為加載至80，180和255 kPa時(shí)，4種組合的外側(cè)斜樁p-z曲線。分析圖6可得：

1)外側(cè)斜樁水平土壓力沿樁身自上而下先增大后減小，峰值位于樁身中部。圖6(a)中X1和X2號(hào)樁樁頂處土壓力出現(xiàn)負(fù)值，原因是樁埋入砂土后才平衡土壓力盒，當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度較小時(shí)，在連梁作用下樁頂較樁間土先側(cè)移，樁側(cè)土壓力盒出現(xiàn)“應(yīng)力釋放”[7]。

圖6 4種組合的外側(cè)斜樁樁側(cè)土壓力變化規(guī)律Fig.6 Horizontal soil pressure variation law of outside inclined piles in four combinations

2)在相同荷載作用下，4種組合的外側(cè)斜樁水平土壓力差異較內(nèi)側(cè)直樁明顯；外側(cè)斜樁水平土壓力從小到大依次為X4，X3，X2 和X1，說明外側(cè)斜樁水平土壓力隨傾斜度增大而明顯減小。

定義土壓力峰值比為內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力峰值與外側(cè)斜樁水平土壓力峰值之比。圖7所示為不同荷載下斜-直組合樁內(nèi)、外側(cè)樁水平土壓力峰值和土壓力峰值比隨外側(cè)斜樁傾斜度變化曲線。

圖7 斜-直組合樁水平土壓力峰值及土壓力峰值比變化規(guī)律Fig.7 Variation law of horizontal soil pressure peak value and the ratio of inclined-vertical combined piles

分析圖7可知：

1)內(nèi)、外側(cè)樁水平土壓力峰值均隨荷載增大而增大。

2)內(nèi)側(cè)直樁水平土壓力峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而緩慢增大，外側(cè)斜樁水平土壓力峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而明顯減小。

3)內(nèi)、外側(cè)樁水平土壓力峰值比隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而增大。在加載過程中，內(nèi)側(cè)直樁樁側(cè)土壓力為外側(cè)斜樁樁側(cè)土壓力的1.5～3.0 倍，甚至大于3.0倍，說明內(nèi)側(cè)直樁對(duì)外側(cè)斜樁的樁側(cè)土壓力具有一定的“遮簾效應(yīng)”。

2.3 外側(cè)斜樁水平位移變化規(guī)律

圖8所示為加載過程中4種傾斜度的外側(cè)斜樁水平位移x距樁頂深度z的變化曲線(簡(jiǎn)稱x-z曲線)。分析圖8可知：

圖8 4種傾斜度的外側(cè)斜樁水平位移變化規(guī)律Fig.8 Lateral displacement variation law of outside inclined piles for four inclinations

1)外側(cè)斜樁樁身水平位移隨荷載增加而增大，樁頂側(cè)移最大，樁底最小(不為零)，樁身上部側(cè)移均比樁身下部的大，側(cè)移曲線整體呈傾斜分布；加載前中期(p≤180 kPa)，樁頂處側(cè)移增速最大，說明荷載較小時(shí)樁體先后表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動(dòng)、平移；加載后期(p≥230 kPa)，離樁頂z=240 mm 處側(cè)移增速最大，說明荷載較大時(shí)樁體表現(xiàn)出平移、彎曲。

2)在相同荷載作用下，外側(cè)斜樁樁身水平位移從小到大依次為X4，X3，X2 和X1，說明傾斜度越大，外側(cè)斜樁水平位移越小。因此，增大外側(cè)斜樁的傾斜度將減小外側(cè)斜樁的橫向變形。

2.4 樁身彎矩變化規(guī)律

通過TDS-530 應(yīng)變儀測(cè)讀樁身距離樁頂相同位置的拉應(yīng)變?chǔ)?和壓應(yīng)變?chǔ)?，則樁身截面應(yīng)變?chǔ)艦槔瓚?yīng)變與壓應(yīng)變之差，即

由材料力學(xué)彎矩M計(jì)算公式可得到相應(yīng)位置彎矩，計(jì)算公式為

式中：E為樁體彈性模量，Pa；I為截面對(duì)中性軸的慣性矩，m4；b0為測(cè)點(diǎn)的間距，m。

圖9所示為加載至80，130，180 和255 kPa時(shí)，內(nèi)側(cè)直樁樁身彎矩M隨距樁頂深度z的變化曲線(簡(jiǎn)稱M-z曲線)。分析圖9可知：

圖9 4種組合的內(nèi)側(cè)直樁樁身彎矩變化規(guī)律Fig.9 Bending moment variation law of inside vertical piles in four combinations

1)內(nèi)側(cè)直樁彎矩變化相似，均沿樁身從上到下先增大后減小，整體呈單峰曲線分布，彎矩峰值位于樁身中部。

2)在相同荷載作用下，內(nèi)側(cè)直樁樁身彎矩從小到大依次為Z1，Z2，Z3和Z4，說明內(nèi)側(cè)直樁樁身彎矩隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而顯著增大。

圖10所示為加載至80，130，180 和255 kPa時(shí)外側(cè)斜樁的M-z曲線。分析圖10可得：

圖10 4種組合的外側(cè)斜樁樁身彎矩變化規(guī)律Fig.10 Bending moment variation law of outside inclined piles in four combinations

1)外側(cè)斜樁樁身彎矩沿樁身從上到下從樁頂最大峰值起快速減小，經(jīng)過0.3H(H為樁的長(zhǎng)度)處逐漸增大，在樁身中部達(dá)到峰值后逐漸減小為零。樁頂處出現(xiàn)最大值的原因是，通過連梁傳遞，力作用在外側(cè)斜樁樁頂發(fā)生撓曲，導(dǎo)致外側(cè)斜樁樁頂產(chǎn)生最大彎矩；外側(cè)斜樁中部峰值由土壓力作用產(chǎn)生。經(jīng)分析認(rèn)為，對(duì)于均質(zhì)砂土中的斜-直組合樁，連梁對(duì)外側(cè)斜樁樁頂處的彎矩作用效果比土壓力對(duì)外側(cè)斜樁中部的彎矩作用效果更加明顯。

2)在相同荷載作用下，外側(cè)斜樁樁身彎矩從小到大依次為X4，X3，X2 和X1，說明外側(cè)斜樁樁身彎矩隨傾斜度增大而減小。

顯然，外側(cè)斜樁傾斜度對(duì)斜-直組合樁樁身彎矩產(chǎn)生了較大的影響。為更好表達(dá)外側(cè)斜樁的傾斜效果，提取不同荷載下內(nèi)側(cè)直樁彎矩峰值和外側(cè)斜樁彎矩峰值，得出不同荷載下樁身彎矩峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度變化規(guī)律，見圖11。分析圖11可知：

圖11 不同荷載下樁身彎矩峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度變化規(guī)律Fig.11 Variation law of bending moment peak value with the inclination of the outside inclined pile under different loads

1)內(nèi)側(cè)直樁彎矩峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而增大，其增長(zhǎng)率(曲線斜率)隨荷載增大而增大，說明外側(cè)斜樁傾斜度增大，內(nèi)側(cè)直樁越容易彎曲破壞。

2)外側(cè)斜樁彎矩峰值隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而減小，其減小率(曲線斜率)隨荷載增大而增大，說明外側(cè)斜樁傾斜度增大，外側(cè)斜樁越安全。

定義彎矩峰值比為內(nèi)側(cè)直樁彎矩峰值與外側(cè)斜樁彎矩峰值之比，并作出內(nèi)、外側(cè)樁彎矩峰值比變化規(guī)律曲線，見圖12。

圖12 內(nèi)、外側(cè)樁彎矩峰值比變化規(guī)律Fig.12 Variation law of bending moment peak ratio between vertical and inclined piles

分析圖12可得：

1)彎矩峰值比隨荷載增加而增大，其增長(zhǎng)率隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而增大；當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度為5%和10%時(shí)，彎矩峰值比隨荷載變化曲線較平緩；當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度為15%和20%時(shí)，彎矩峰值比隨荷載變化曲線較陡峻。這說明外側(cè)斜樁傾斜度越大，荷載對(duì)彎矩峰值比越敏感。

2)彎矩峰值比隨外側(cè)斜樁傾斜度增加而增大，當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度大于15%時(shí)，增長(zhǎng)率加大，曲線存在明顯拐點(diǎn)。這說明當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度超過15%時(shí)，彎矩峰值比快速增大。

3)工程中，建議外側(cè)斜樁傾斜度為10%～15%，并根據(jù)路堤高度(荷載)選擇內(nèi)側(cè)直樁與外側(cè)斜樁剛度之比為2～3。例如，當(dāng)荷載為225 kPa時(shí)，若路堤填土重度為18.5 kN/m3，相當(dāng)于路堤高度為12 m 左右，可使外側(cè)斜樁傾斜度達(dá)15%，取內(nèi)側(cè)直樁與外側(cè)斜樁剛度之比大于3。

2.5 砂土中斜-直組合樁破壞形式

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，拆除模型箱擋板使砂土流出，取出模型樁并清洗，觀察模型樁破壞特征，如圖13和圖14所示(圖中箭頭指示樁身裂縫位置)。結(jié)合水平位移、土壓力和彎矩變化規(guī)律，得到單側(cè)加載下砂土中斜-直組合樁破壞特征，見表2。

圖13 砂土中斜-直組合樁破壞特征Fig.13 Failure characteristics of inclined-vertical combined piles in sand soil

圖14 局部彎曲破壞特征Fig.14 Local bending failure characteristics of pile body

分析圖13、圖14和表2可見：

表2 單側(cè)加載下砂土中斜-直組合樁破壞特征Table 2 Failure characteristics of inclined-vertical combined piles under lateral load in sand soil

1)在單側(cè)加載下，砂土中斜-直組合樁內(nèi)側(cè)直樁中部、外側(cè)斜樁頂部為危險(xiǎn)截面，破壞形式為彎曲破壞。內(nèi)側(cè)直樁破壞面位置隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而降低。

2)當(dāng)外側(cè)斜樁的傾斜度增大時(shí)，內(nèi)側(cè)直樁的水平土壓力和樁身彎矩隨之增大，外側(cè)斜樁的水平土壓力、水平位移和樁身彎矩隨之減小。

3)當(dāng)外側(cè)斜樁的傾斜度增大時(shí)，內(nèi)側(cè)直樁的破壞荷載隨之減小，外側(cè)斜樁的破壞荷載隨之增大。

4)工程中，增加內(nèi)側(cè)直樁中部抗彎剛度將大幅提升斜-直組合樁穩(wěn)定性并有效控制斜-直組合樁橫向變形。根據(jù)施工設(shè)備的可施工傾斜樁的最大傾斜度，斜樁傾斜度宜盡量加大。

3 結(jié)論

1)當(dāng)外側(cè)斜樁傾斜度增大時(shí)，內(nèi)側(cè)直樁、外側(cè)斜樁水平土壓力分別增大和減小。內(nèi)側(cè)直樁、外側(cè)斜樁水平土壓力峰值比大于1.5，并隨外側(cè)斜樁傾斜度增大而增大。

2)在相同荷載作用下，外側(cè)斜樁傾斜度越大，其水平位移越小。

3)內(nèi)側(cè)直樁彎矩呈單峰曲線分布，樁身中部呈現(xiàn)峰值，外側(cè)斜樁頂部彎矩最大。外側(cè)斜樁傾斜度增大，內(nèi)側(cè)直樁樁身彎矩與峰值均隨之增大，外側(cè)斜樁樁身彎矩隨之減小。

4)在荷載增大過程中，砂土地基中坡腳外側(cè)斜樁位移模式為“先轉(zhuǎn)動(dòng)、后平移、再?gòu)澢薄?nèi)側(cè)直樁中部、外側(cè)斜樁頂部為危險(xiǎn)截面，樁體破壞形式為彎曲破壞，內(nèi)側(cè)直樁先破壞，外側(cè)斜樁后破壞。外側(cè)斜樁的傾斜度增大，內(nèi)側(cè)直樁的破壞荷載隨之減小，外側(cè)斜樁的破壞荷載隨之增大。

5)工程中，建議外側(cè)斜樁傾斜度為10%～15%，并根據(jù)路堤設(shè)計(jì)高度選擇內(nèi)側(cè)直樁與外側(cè)斜樁剛度之比為2～3。