高速公路橋梁工程PHC管樁承載性狀與計(jì)算方法研究.pdf

1、PHC管樁具有施工質(zhì)量易控制、施工速度快、工后沉降及不均勻沉降小、單樁承載力高、單位承載力造價(jià)便宜等優(yōu)點(diǎn)。工程上其多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中，在高速公路橋梁公程中尚朱得到推廣應(yīng)用。對(duì)PHc管樁水平承載力的合理計(jì)算方法，水平荷載作用下PHC管樁的承載特性和群樁效應(yīng)等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外缺乏系統(tǒng)的理論分析。因此，對(duì)其進(jìn)行深入研究是十分必要的。 本文在PHC管樁現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，從施工擾動(dòng)效應(yīng)、PHC管樁單樁水平承

2、載力計(jì)算方法、PHC管樁水平荷載作用下承載特性和PHC管樁水平荷載作用下群樁效應(yīng)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析研究。在此基礎(chǔ)上，研究了高速公路橋梁工程PHC管樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原理。主要研究?jī)?nèi)容與成果總結(jié)如下： (1)進(jìn)行了高速公路橋梁工程PHC管樁基礎(chǔ)的豎向、側(cè)向靜載荷試驗(yàn)和高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)；提出了考慮土塞效應(yīng)的PHC管樁豎向承載力修正公式：并對(duì)高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)結(jié)果和靜載荷試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。 (2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，研究了PHC管樁打樁

3、過(guò)程對(duì)樁周土的擾動(dòng)隨深度、時(shí)間、徑向距變化的規(guī)律：利用小孔擴(kuò)張理論對(duì)PHC管樁擠土效應(yīng)與其內(nèi)外徑比關(guān)系進(jìn)行了分析；利用靜載試驗(yàn)和最終壓樁力的關(guān)系，得到該試驗(yàn)場(chǎng)地PHC管樁樁基承載力的擬合曲線。 (3)提出了PHC管樁單樁水平承載力的p-y曲線與有限層耦合計(jì)算方法，并闡明本方法分析水平荷載作用下PHC管樁單樁承載力的合理性；基于試驗(yàn)，提出了PHC管樁水平極限承載力預(yù)測(cè)方法；通過(guò)不同計(jì)算方法所得出的極限荷載值的比較，證實(shí)了p-y曲線

4、與有限層法相耦合計(jì)算方法能較準(zhǔn)確的模擬水平荷載作用下PHC樁的工作特性。 (4)通過(guò)對(duì)PHC管樁在水平荷載作用下的水平位移、樁身彎矩、樁側(cè)土抗力、p-y曲線等變形特性進(jìn)行計(jì)算，研究了PHC管樁水平荷載作用下的承載特性；分析了各主要因素對(duì)PHC管樁水平承載特性的影響；通過(guò)對(duì)不同樁型水平荷載作用下承載特性的比較，論證了PHC管樁的優(yōu)越性。在相同受力條件下，PHC管樁與具有相同等效截面積的實(shí)心圓樁和實(shí)心方樁相比，樁頂處的最大水平位移和

5、樁身上部主要受力部分的水平位移都比較小。其原因是PHC管樁采用薄殼結(jié)構(gòu)，增大了樁的直徑，具有較好的抵抗水平變形的能力。 (5)采用“前折減后疊加”的群樁分析模型，并考慮樁頂嵌同和豎向荷載作用的影響，提出了p-y曲線綜合系數(shù)法，對(duì)PHC管樁水平荷載作用下群樁效應(yīng)進(jìn)行了研究；利用三維快速拉格朗日查分法分析模型，將水平承載PHC管樁群樁效應(yīng)系數(shù)進(jìn)行了理論計(jì)算與數(shù)值模擬的對(duì)比分析；通過(guò)對(duì)樁間距、土層性質(zhì)、樁徑、樁身剛度、樁身截而形狀等多