刘小平[1]2004年在《巨厚层土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状的应用研究》文中提出巨厚层土中大直径超长钻孔灌注桩的荷载承载性状一直是工程界的一大热点问题。超长桩已在工程中大量的被使用，尤其是在巨厚层土中，如我国上海及沿海其他城市。因其地层大都为第四纪海相、滨海相沉积层，厚度大，土力学性质较差，而且具有显着的流变性特点，使得巨厚层土中大直径超长钻孔灌注桩的传递性状显得更加复杂。本文从大直径超长钻孔灌注桩具有成桩时间长、桩身压缩量大的显着特点出发，在理论上分析了桩侧摩阻力与桩周土的土性、成桩时间、桩-土相对位移之间的关系。从分析了土的力学性质出发，重点研究了成桩时间、桩-土相对位移对巨厚层土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状的影响： (1)根据巨厚层土的流变性质，选择适当地桩周土流变模型；由粘弹性厚壁圆筒问题解，得出了桩周法向应力与时间的函数关系； (2)分析了桩-土相对位移与超长桩的承载性状之间的关系。当桩-土相对位移达到了极限位移之后，这段桩的桩土界面产生了破坏性滑动，桩的侧摩阻力达到了极限值；桩的下部分桩-土接触面仍然处于弹性接触，桩侧摩阻力未达到极值。 (3)以桩-土极限相对位移为标准，将超长桩分为滑移段和非滑移段，建立了单桩计算模型。通过模型的分析，建立起超长桩的承载力的计算公式，即在滑移段，利用公式(τ_f=P_α(t)tanφ+c)计算桩侧摩阻力；在非滑移段，利用桩-土双曲线模型计算桩侧摩阻力。这是对超长桩承载力计算的一个新的尝试； 工程实例证明，本文建立的单桩计算模型结果与试桩的结果很相近，表明了在巨厚层土中考虑成桩时间是很必要的。
张乾青[2]2012年在《软土地基桩基受力性状和沉降特性试验与理论研究》文中研究表明桩基础是一种常见的基础型式,已被广泛应用于高层建筑、高速铁路、高速公路、桥梁、港口码头、大型构筑物等工程中。已有研究表明,钻孔灌注桩使用过程中存在着桩端沉渣、桩端持力层扰动、桩身质量、桩侧泥皮及钻孔应力松弛等而导致同一场地钻孔灌注桩承载力离散的问题。钻孔灌注桩的受力性状有待深入研究。本文通过现场试验和理论分析对软土地基竖向荷载作用下单桩和群桩的受力性状展开研究。本文主要工作及创新成果如下：1.对温州鹿城广场钻孔施工时穿越约40m巨厚卵石层的超长嵌岩桩的施工方法和软土地基大吨位静载试验方案的设计展开了研究,并对超长桩的荷载-沉降性状、桩身压缩规律、桩侧阻力和桩端阻力的发挥特性、桩端沉渣对端阻的影响等进行了深入研究。研究表明,在最大加载条件下,超长桩表现为端承摩擦桩性状。在使用荷载下,桩顶沉降的90%以上来自桩身压缩,在进行超长桩设计时,要充分考虑桩身质量对试桩沉降的影响。同时,桩底沉渣清除的干净与否,也直接影响超长桩的沉降。超长桩桩侧上部土层摩阻力具有不同程度的软化现象,而中下部土层侧摩阻力具有微弱的强化效应。2.利用破坏和非破坏试桩的现场对比试验揭示了试桩未加载至破坏和试桩破坏时受力性状的异同。研究发现,最大试验荷载下非破坏性试桩浅层土侧阻完全发挥并出现侧阻软化趋势,而破坏性试桩全桩长范围侧阻均表现为软化性状。非破坏性试桩实测得到的桩端位移-桩端力曲线表现为硬化特性,而试桩破坏性试验中实测得到的桩端位移-桩端力曲线表现为软化特性。3.通过现场试验研究了桩端下沉渣厚度不同以及桩端持力层不同时超长桩实测侧阻,阐述了桩端强度提高对侧阻的强化作用。研究发现,端阻和侧阻不是相互独立的,桩端土强度的提高对侧阻有强化作用,尤其是桩端附近的侧阻。桩端土成拱作用和桩端附近桩身压缩的侧胀作用引起的桩侧附近法向应力和桩端附近桩侧土黏聚力及桩-土界面摩擦角的增加是造成桩端土强度提高对侧阻强化作用的主要原因。4.通过采用桩土共同作用设计方法的某工程实测数据,分析了基础底板下不同位置处桩顶反力、基础底板中钢筋内力及桩、土荷载分担比等。现场实测结果表明,大楼竣工时桩顶反力超过单桩极限承载力的50%,这和传统设计方法是不同的。随建筑层数的增加,土分担荷载的比例逐渐减少,装修完成时土承担了上部荷载的20%。大楼结顶时基础底板内钢筋实测应力很小,远低于钢筋所能承受的最大抗压值或抗拉值。5.提出了叁种单桩沉降简化计算方法。单桩沉降简化计算方法一中单桩桩顶沉降由桩端力引起的沉降,桩身压缩和桩侧阻力引起的沉降组成。单桩沉降简化计算方法二中采用双曲线模型模拟桩侧阻力与桩土相对位移间的关系,采用双折线模型模拟桩端位移与桩端阻力间的关系,运用迭代的方法得到了单桩受力性状。单桩沉降简化计算方法叁采用侧阻软化荷载传递模型,同时假定桩端位移-荷载关系曲线符合双折线模型,运用二分法得到了单桩沉降。本文提出的单桩沉降简化计算方法可考虑地基土的成层性和非线性特性。6.在单桩沉降简化计算方法的基础上,提出了3种群桩沉降计算方法。第一种群桩沉降计算等代墩法的关键是获得合理的单桩沉降值,并选择恰当的群桩与单桩沉降关系系数值ω。笔者根据粉土和软土中单桩和群桩模型桩的试验结果反算得到单桩与群桩沉降关系系数ω值约为0.25～0.45。第二种群桩沉降计算方法在桩-桩之间的相互作用假定为弹性的基础上,考虑群桩中的“加筋和遮帘效应”对两桩相互作用系数的影响,并区分桩身位移和桩端位移的相互影响,得到了一种两桩相互作用系数的计算方法,并将其应用到群桩沉降简化计算方法中。第叁种群桩沉降计算方法中利用双曲线模型模拟桩侧阻力和桩土相对位移间的关系以及桩端位移-荷载关系。考虑群桩中各基桩的相互作用,得到了群桩中基桩侧阻和端阻双曲线荷载传递函数中各参数的确定方法,并将荷载传递法扩展到群桩受力性状的分析中,提出了一种可快速估算群桩中任一基桩受力性状的简化算法。7.利用荷载传递法并结合剪切位移法分析了成层土中锚桩法静载试验时锚桩对试桩桩顶刚度的影响,并考虑了“加筋和遮帘效应”对试桩桩顶刚度的影响。算例分析表明,实际工程中需对锚桩法静载试验数据进行修正,否则会在一定程度上高估试桩的安全度,从而使得锚桩法静载试验中的试桩极限承载力偏于危险。8.假定桩与桩相互作用为弹性,利用荷载传递法并结合剪切位移法分析了层状土中不同桩间的相互作用,并考虑了“加筋和遮帘效应”对群桩受力性状的影响。参数分析结果表明,两桩相互作用系数随桩间距和非受荷桩与受荷桩桩长的比值以及短桩直径的增大而减小,随桩土弹性模量比的增大而增加。
时仓艳[3]2006年在《钻孔灌注桩孔壁稳定性分析及后压浆应用研究》文中认为钻孔灌注桩因其自身优点而得到广泛的应用。但是在使用过程中,很多因素影响着钻孔灌注桩孔壁的稳定性和承载力的发挥。对于部分影响因素的探讨,还没有系统的理论研究。规范中承载力计算公式中,注浆量对其的影响考虑不够全面。基于传统灌注桩成孔工艺导致桩底沉渣和桩侧泥皮等固有缺陷,造成承载力显着降低并威胁到孔壁的稳定性。桩端后压浆技术可有效解决这类问题带来的影响。目前规范中桩端后压浆承载力计算是基于中短桩研究基础上建立的。而桥梁工程中多采用超长大直径钻孔灌注桩。对这类桩的设计,存在适应性问题。所以需要对超长大直径钻孔灌注桩进行研究,建立相关的承载力计算公式。针对以上问题,本文进行以下的研究工作:1.本文提出成孔时间对孔壁的稳定性和承载力两方面的影响。成孔时间对其影响,已经引起工程界的注意,但是对其研究还很少。本文力图对这个方面的内容进行理论研究,以期能起到抛砖引玉的作用。2.本文将圆柱孔扩张理论的逆过程,应用于分析桩周土在钻孔过程中及其后的收缩问题。并结合摩尔-库仑理论,为维持孔壁稳定性得出泥浆重度与桩周土应力之间的关系表达式,为孔壁的稳定施工提供理论依据。3.针对注浆量对承载力的影响,在本文推导承载力计算公式中较全面体现出来。4.对于桩端后压浆承载力的计算,目前的规范是基于中短桩研究基础上建立的,而超长大直径钻孔灌注桩的承载性能明显不同于普通的中短桩。本文通过收集大量的工程实例(或试验)数据,对这些数据按土层进行分类,再作归纳、处理。最终得出超长大直径钻孔灌注桩承载力计算经验公式,以期能通过后期的修正工作,用于工程实践中。
王平卫[4]2007年在《全套管灌注桩承载性状及施工工艺的研究》文中进行了进一步梳理全套管灌注桩又叫贝诺特灌注桩，是采用特殊的施工工法完成的一种新型灌注桩。由于全套管灌注桩的施工工艺具有众多优点，所以近些年被广泛地应用到桩基施工当中。因此，开展全套管灌注桩承载性能及其施工工艺的研究是桩基理论自身发展的需要，更是工程界的迫切要求。本文通过理论探讨、现场试验和数值分析相结合的方法，全面深入地探讨全套管灌注桩的承载机理，并对全套管灌注桩及其咬合桩的施工工艺进行了研究。本文的主要工作包括以下几方面：(1)在对国内外全套管灌注桩承载机理、施工机具的开发以及施工工艺的研究现状分析的基础上，提出了全套管灌注桩承载机理及其施工工艺存在的问题；(2)通过对现场试验数据处理和分析，比较在竖向荷载作用下全套管灌注桩同人工挖孔桩和一般灌注桩的承载性能的不同。通过对载荷试验曲线进行双曲线拟合发现，载荷试验曲线具有良好的双曲线性质，为全套管灌注桩竖向受荷时承载力提供了一种可预测的方法；(3)根据对现场试桩试验结果的对比分析发现，全套管夯扩底桩承载性能要比一般全套管灌注桩承载性能有很大的提高。全套管夯扩底桩桩端阻力比普通泥浆护壁灌注桩提高达数倍，从而在桩基设计时可以大幅度减小桩数和混凝土材料的使用量，节约成本；利用本文修正后的水平荷载作用下水平位移的计算公式进行桩身水平位移计算，并通过同载荷试验曲线进行对比发现，计算结果同实测结果比较吻合。同时，通过对检测数据的分析表明，由于全套管灌注桩施工工艺并不需要泥浆护壁，而且相比其它施工工艺对桩间土扰动小，因此对承受水平荷载的桩而言是非常有利的；(4)通过合理地选择计算模型、接触面单元、边界条件、土层和桩身参数大小，利用有限元数值方法对竖向荷载作用下桩土的位移场和应力场进行计算，并把计算结果同试验结果进行对比分析。通过分析发现计算结果同实测结果非常吻合，为进一步研究单桩工作形状的影响因素提供基础；(5)采用有限元法对全套管灌注桩单桩工作形状的影响因素进行了详细的研究，分析了桩端土与桩侧土模量比，桩身与桩侧土模量比和桩长径比等因素对单桩荷载—沉降关系、桩侧土体位移场变化和桩侧摩阻力发挥的影响；(6)从技术经济比较和现有的全套管灌注桩及其咬合桩施工工艺存在的问题分析的基础上，提出了研究和开发出适宜我国的特有的全套管咬合桩施工工艺的必要性。分别对全套管灌注桩、全套管咬合桩施工工艺、施工工艺中的一些关键性技术和常见的事故处理方法进行了详细的研究。
赵世航[5]2008年在《大直径嵌岩桩使用性能及其应用研究》文中指出嵌岩桩是指桩身一部分或全部埋设于岩石的桩基础。由于其具有承载力高、沉降小、抗震性能好等特点而成为桥梁、高层建筑、重型厂房等结构的一种重要基础形式,在实际工程中得到广泛的应用。本文首先深入探讨了嵌岩桩的承载机理,通过对桩侧阻力和桩端阻力的各种计算模式及其影响因素的分析,对现行各种确定嵌岩桩竖向承载力的方法进行了深入分析,得出影响桩侧阻力和端阻力发挥的主要因素有桩侧土的性质、桩身强度、岩石强度、桩侧土层分布、桩端持力层、嵌岩深度、成桩工艺等。同时本文详细介绍了单桩沉降性能和几种沉降计算方法,分析各种单桩沉降计算方法的局限性及其应用与研究进展,对单桩沉降计算方法进行对比;对影响嵌岩桩的桩顶沉降和桩端沉降的桩径、桩长、桩侧土与桩端持力层性状、嵌岩深度等各种因素进行了分析研究,通过桩顶沉降与桩端沉降的理论关系来分析嵌岩桩沉降的影响因素。通过大型有限元软件ANSYS,分析研究了桩长、桩径、桩端岩石强度、桩身材料、嵌岩深度等因素对嵌岩桩桩顶沉降和桩体稳定性的影响,并得出一些结论和建议:认为嵌岩桩存在深度效应,即存在最佳嵌岩深度,但不存在最大嵌岩深度;推荐嵌岩桩最佳嵌岩深度为6～7m,建议桩身混凝土标号选用C30,桩身直径采用1.4m。
吴金娜[6]2007年在《基于南宁盆地地层组合的高层建筑地基》文中研究说明根据南宁的地质情况，分析各不同地质情况和地理位置上的地层情况，针对第四系以来沿邕江形成的六级阶地，建立了八种地层组合模型，并对相关地层模型上的建筑物基础情况进行调查，分析了目前南宁桩基础的应用情况。在南宁典型的地层组合模型上建造高层时，由于地下室的加深，把圆砾层作为桩端持力层时，桩的长度可能达不到规范的要求，但是桩长穿越砾石层会有很大的困难，同时也带来造价问题。为了解决这个问题，本文进行了以下工作。对国内外短桩的应用作出调查，总结不同规范和地域有关短桩的定义和概念，根据现有的桩基研究或者实测资料，进行短桩的承载力和受力机理分析。介绍了共同作用分析方法的概念，介绍一般高层建筑与地基基础共同作用分析方法，根据大量的现场实测和研究资料，分析高层建筑与桩筏地基基础的共同作用机理，从而对上部结构与短桩地基基础的共同作用机理进行分析，进行实例计算和模拟，解决针对于南宁地层组合模型的高层建筑地基——基础(短桩)的共同作用分析情况。
黄晓阳[7]2010年在《桩基础荷载对既有地铁隧道的受力和变形的影响分析》文中研究说明在地铁沿线周边进行桩基础的建设会对隧道结构的稳定性造成不良影响。当桩基础荷载逐步增加时,桩周土体位移会扩展到隧道处,对其受力状态产生影响,引起隧道结构的位移和断面的不均匀收敛,造成隧道衬砌开裂渗水、地铁轨道倾斜等问题,进而影响到地铁的正常运营。因此,研究桩基础荷载对既有地铁隧道的影响显得尤为重要。本文利用MIDAS/GTS有限元程序,建立叁维模型,研究桩基础荷载对既有地铁隧道的影响,考虑了多种影响因素下隧道受力和变形的特点,最后总结了隧道在桩基础荷载下的受力状态、变形模式以及治理措施。具体内容如下：1.研究了单桩桩顶荷载作用下隧道的受力和变形,分析了隧道的存在对桩基础受力和位移场的影响,考虑了桩长、桩径、桩顶荷载、桩隧间距、衬砌厚度、衬砌刚度、断面形式等参数变化时隧道最大位移的变化规律和隧道衬砌结构的变形特征。研究表明：①隧道开挖形成的应力场和隧道的衬砌结构刚度对桩基础侧摩阻力的发挥和位移场有影响。②随着桩长、桩径和桩顶荷载的增大,隧道的位移值也增大。桩长的影响与隧道的埋深有关,当桩长与隧道埋深的比值为1时,隧道的位移最大。随着桩隧间距的增大,隧道的位移值逐渐减小,呈指数变化。衬砌厚度和刚度越大,最大沉降越小,但最小沉降越大。③两侧有桩时隧道整体下沉,最大位移增加量很大,但最大位移和最小位移差值较小。圆形断面的沉降要略大于叁心圆形断面,但是底部的沉降差要小于叁心圆断面,所以对于运营阶段的隧道来说,圆形断面要优于叁心圆断面。④当桩长小于隧道埋深时,隧道断面的最大受力点在拱腰和拱项之间,并随着桩长的增加而下移；当桩长处于隧道埋深和隧道最低深度之间时,隧道最大受力点随桩长的增加而下移；当桩长大于隧道最低深度时,随桩长的增加最大受力点上移。桩隧距越大,隧道的最大受力点越低。桩顶荷载越大,最大压力的作用位置越高。2.模拟分析了群桩基础在荷载作用下对地铁隧道的受力和变形的影响,考虑的影响因素有：桩隧间距、平行于隧道方向桩间距、垂直于隧道方向桩间距、桩排数等,同时还考虑了隧道的纵向变形。模拟分析了隔离桩的遮拦效应,得出了隔离桩对隧道受力状态、位移大小和变形特征的影响,并考虑了隔离桩桩长、桩隧距变化时对土体位移的遮拦效果。研究表明：①随着桩隧间距的增大,隧道的位移越来越小,位移的减小速率随着桩隧间距的增大而减小。随着平行于隧道方向桩间距的增大,隧道最大位移逐渐减小,且减小的速率越来越小。垂直方向桩间距的影响要小于平行隧道方向桩间距的影响,随着间距的增加,隧道的位移相应减小,但减小的速率相对较小。②隧道的纵向刚度增大,最大沉降减小,纵向沉降曲线趋于平缓。③隔离桩能减小邻近受荷桩的桩顶位移和隧道最大位移,减小量为10%～40%。隔离桩使隧道断面的最大受力点发生偏转,能减小轨道沉降差。随着隔断桩的桩长的增加,隧道的位移减小；当隔断桩桩长大于等于邻近桩桩长时,隧道位移的减小较快。大于1.25倍桩长后,隔断桩对土体位移的阻挡作用继续加大,但是增加的速率减小。桩隧距越大,隧道位移减小百分比越大,隔离桩的效果越明显；隔离桩距受荷群桩越近,隧道的最大位移越小。3.总结提出了隧道断面在外荷载影响下的变形模式,总结了目前常用的几种隧道位移控制措施,在此基础上,利用本文模拟分析得出的结论对其中两种措施作了补充和修改。
参考文献：
[1]. 巨厚层土中大直径超长钻孔灌注桩承载性状的应用研究[D]. 刘小平. 中南大学. 2004
[2]. 软土地基桩基受力性状和沉降特性试验与理论研究[D]. 张乾青. 浙江大学. 2012
[3]. 钻孔灌注桩孔壁稳定性分析及后压浆应用研究[D]. 时仓艳. 东南大学. 2006
[4]. 全套管灌注桩承载性状及施工工艺的研究[D]. 王平卫. 中南大学. 2007
[5]. 大直径嵌岩桩使用性能及其应用研究[D]. 赵世航. 重庆交通大学. 2008
[6]. 基于南宁盆地地层组合的高层建筑地基[D]. 吴金娜. 广西大学. 2007
[7]. 桩基础荷载对既有地铁隧道的受力和变形的影响分析[D]. 黄晓阳. 中南大学. 2010
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