人工挖孔灌注樁支護結(jié)構(gòu)受力分析.pdf

1、大直徑人工挖孔灌注樁具有單樁承載力高,質(zhì)量容易保證,容易施工等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應用于高層建筑,公路橋梁,深水碼頭和海洋石油平臺等工程中。但是,人工挖孔灌注樁在施工的時候也會發(fā)生事故,通常是挖孔時支護結(jié)構(gòu)設得不當造成的。例如動力區(qū)的樂松小區(qū)就是由于缺乏關(guān)于設立支護結(jié)構(gòu)的理論和經(jīng)驗,導致孔壁坍塌,出現(xiàn)人員傷亡的事故。護壁支護結(jié)構(gòu)的設立,規(guī)范上還沒有一個完整的公式,人們通常根據(jù)經(jīng)驗,但是如果設得太厚,浪費材料；如果設得太薄,容易發(fā)生事故,造成人

2、員的傷亡,經(jīng)濟的損失。因此,人工挖孔灌注樁護壁厚度的研究就成為當今一個迫切的課題。本文就是研究人工挖孔灌注樁護壁厚度的設計問題。本文根據(jù)粘性土的極限平衡條件求出可以不設支護結(jié)構(gòu)的自立深度后,利用彈塑性理論分析樁孔周圍土的應力集中,得出樁孔周圍的最大環(huán)向應力大約是無限遠處環(huán)向應力的3倍,距離樁孔越遠,應力集中越小,當離樁周無限遠時,應力減小到水平向應力。利用彈塑性理論中的厚壁圓筒的彈塑性分析,把支護結(jié)構(gòu)看成是厚壁圓筒,它受到周圍土體的側(cè)向

3、應力,經(jīng)過分析得出：支護結(jié)構(gòu)內(nèi)部首先出現(xiàn)塑性區(qū),隨著壓力的增加,塑性區(qū)逐漸向外擴展,直到支護結(jié)構(gòu)外側(cè)也出現(xiàn)塑性區(qū),這是極限狀態(tài),這時所設的支護結(jié)構(gòu)是最薄的。由于解析公式是對均質(zhì)土體的推導結(jié)果,有一定的局限性。本文還利用ANSYS軟件對支護結(jié)構(gòu)的設計厚度進行了二維有限元模擬,在模擬的過程中考慮了土體材料本身的非線性和變形過程中表現(xiàn)出來的塑性特征。具體做法是邊開挖樁孔邊設支護結(jié)構(gòu),計算出了5~6米以內(nèi)不必設支護結(jié)構(gòu),5~6米以下每挖深1米設