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洞庭湖区大直径超长钻孔灌注桩竖向承载性状试验研究

作　者: 董武忠
导　师: 吴方伯
学　校: 湖南大学
专　业: 结构工程
关键词: 大直径超长灌注桩桩基试验竖向承载性状自平衡试桩法荷载传递法
分类号: U443.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 150次
引　用: 3次
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内容摘要

目前,大直径超长灌注桩已成为超高建筑及大跨桥梁的一种常用桩型,然而人们对此种桩的荷载传递机理还不十分清楚,超长桩的理论还远落后于实践,此类特殊桩仍按一般桩桩基理论设计。因此无论是理论还是实践都迫切要求对其承载性状进行研究。作者以洞庭湖区某四座在建大桥的桩基静载试验为依托,对该地区的大直径超长灌注桩的荷载传递机理和竖向承载性状桩进行了研究。其中三座大桥的桩基试验采用了自平衡试桩法,另一座大桥的桩基试验采用的是传统的锚桩——反力梁体系。试验表明:即使在极限荷载下,超长桩的竖向承载力仍主要由桩侧摩阻力提供,且主要集中在桩的中上段,下段摩阻力很小,桩的端阻力由于桩底沉渣的影响也难以发挥出来,所以超长桩为典型的摩擦桩。由于超长钻孔灌注桩具有上述荷载传递特点,因此,在承载力设计时不宜采用一般桩的设计方法。在保证桩身强度和稳定的条件下,宜以桩顶容许沉降为控制条件进行设计,或者按照桩侧阻力的分布特点进行设计。另外,由试验得出的该地区典型土层的极限侧阻力值较规范推荐值和地质报告值大出很多,说明设计较保守。自平衡试桩法具有经济性、安全性、高荷载能力等优点。同时荷载箱可以灵活布置,所以用它可以有效地检测试桩各深度处的侧阻力和桩底端阻力。另外,自平衡试桩法也是研究负摩阻力作用机理的良好手段。但是,自平衡试桩法不能直接得出传统的荷载——沉降关系,由此方法得到的两条Q~S曲线,必须将其转换为传统加载的Q~S曲线后才能分析试桩的沉降量。自平衡法与桩的实际工作条件不符,由于桩土体系的复杂性,导致荷载箱位置的不确定性,而荷载箱位置的变化,将会得出不同的试验结果。作者对自平衡试桩法的一些技术和理论问题进行了初步的探讨。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-13
  1.1 概述（课题来源、目的、意义等）  9-11
    1.1.1 钻孔灌注桩的发展  9-11
    1.1.2 工程背景  11
    1.1.3 研究内容、目的  11
  1.2 研究方法  11-12
    1.2.1 传统试验方法及其局限性  12
    1.2.2 自平衡测桩法  12
  1.3 研究成果  12-13
第2章桩土相互作用的土力学基础与分析方法  13-28
  2.1 弹性理论法  13-19
    2.1.1 荷载作用与土体深部时的土中附加应力与位移的计算  14-16
    2.1.2 桩基沉降计算  16-19
  2.2 荷载传递法  19-21
    2.2.1 荷载传递函数模型  19-20
    2.2.2 双曲线模型的参数取值  20-21
    2.2.3 土层双曲线函数的参数拟合  21
  2.3 改进的荷载传递法  21-22
  2.4 有限单元法  22-26
    2.4.1 单元模型  23-26
    2.4.2 实例验证  26
  2.5 静止土压力基本原理  26-28
第3章单桩竖向承载性状常规静载试验研究  28-35
  3.1 概述  28
  3.2 静荷载试验方法  28-32
    3.2.1 反力装置  28-29
    3.2.2 静载试验加荷方式  29-30
    3.2.3 沉降观测与极限承载力的确定  30-32
    3.2.4 桩身轴力及侧阻力的测试  32
  3.3 静载试验实例  32-33
  3.4 大直径超长桩竖向承载性状的基本特征  33-35
第4章自平衡试桩法原理与方法  35-46
  4.1 自平衡试桩法  35-42
    4.1.1 自平衡试桩法原理  35-36
    4.1.2 自平衡试桩法装置与设备  36-37
    4.1.3 自平衡试桩法试验设计  37-38
      4.1.3.1 荷载箱吨位设计  37
      4.1.3.2 荷载箱位置设计  37
      4.1.3.3 荷载箱与钢筋笼的连接  37-38
    4.1.4 自平衡试桩法试验方法  38
    4.1.5 自平衡试桩法试验资料整理  38-39
    4.1.6 单桩竖向承载力  39-40
    4.1.7 单桩竖向承载力作用下位移计算  40-41
    4.1.8 自平衡试验结果向传统试验数据转化  41-42
  4.2 自平衡试桩法在超长桩承载机理研究中的应用  42-45
    4.2.1 试验室模型试验  43-44
    4.2.2 杭州湾跨海大桥现场试验  44-45
  4.3 自平衡试桩方法与O-Cell 试桩方法的对比  45-46
第5章自平衡试桩法应用与研究  46-66
  5.1 应用实例  46-63
    5.1.1 沅江市赤山大桥试桩  47-53
    5.1.2 南县麻河口大桥试桩  53-60
    5.1.3 汉寿沅水大桥试桩  60-63
  5.2 自平衡试桩法若干问题探讨  63-66
第6章大直径超长钻孔灌注桩竖向承载特性  66-69
  6.1 超长钻孔灌注桩竖向承载特性  66-67
  6.2 超长桩钻孔灌注桩承载力设计  67-69
结语  69-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
附录A 攻读学位期间已发表的学术论文  77-78
附录B 自平衡试验加载方式与数据整理  78-81
附录C 各桥自平衡试验数据分析  81-89

洞庭湖区大直径超长钻孔灌注桩竖向承载性状试验研究

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