超大群樁基礎(chǔ)豎向承載性能及設(shè)計理論研究.pdf

1、蘇通大橋超大群樁基礎(chǔ)規(guī)模巨大，持力層深。工程師們?nèi)狈υO(shè)計經(jīng)驗，且用來進(jìn)行樁基設(shè)計的理論不足。因此，本文以之為工程背景。 簡要的介紹了蘇通大橋所做的各種樁基試驗研究方法以及這些方法的具體應(yīng)用情況。試驗表明，樁端后壓漿工藝以及采用優(yōu)質(zhì)泥漿對超長大直徑鉆孔灌注樁的承載性能的改善效果顯著。總結(jié)了優(yōu)質(zhì)泥漿的配置經(jīng)驗。 目前，超長單樁側(cè)阻、端阻的取值均是基于小直徑樁、短樁的工程經(jīng)驗和實測結(jié)果基礎(chǔ)上，采用統(tǒng)計的方法得出的。在分析了大量

2、單樁靜載試驗和一些離心模型試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別針對超長單樁的樁側(cè)、樁端承載特性進(jìn)行了理論分析。提出了考慮深度效應(yīng)的樁側(cè)荷載傳遞函數(shù)，其深度效應(yīng)由極限摩阻力和深度建立的一個雙曲線函數(shù)來體現(xiàn)，并用反演方法得出該雙曲線函數(shù)參數(shù)的取值；在Mindlin解的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值積分的辦法，得出了樁端附近空間點的應(yīng)力狀態(tài)，引入莫爾一庫侖破壞準(zhǔn)則，計算了樁端形成連續(xù)破壞面的形狀以及此時的樁端荷載，即為樁端理論破壞面和極限承載力。并擬合了極限承載力的簡單

3、表達(dá)式。通過對國內(nèi)一些大型橋梁的鉆孔灌注樁的實測值和理論值的對比分析，得出了理論值與實測值的經(jīng)驗調(diào)整系數(shù)的取值范圍。 采用單樁荷載傳遞函數(shù)和彈性力學(xué)相結(jié)合，提出了更加符合實際情況的群樁分析方法，該方法考慮了樁土相對滑移以及樁頂整體剛度隨荷載動態(tài)調(diào)整。將該方法計算結(jié)果與離心模型試驗結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果的一致性驗證了本文方法的正確性。對于無法進(jìn)行現(xiàn)場試驗的大型群樁基礎(chǔ)，用單樁靜載試驗得出單樁荷載傳遞函數(shù)采用本文方法對群樁進(jìn)行分析計算，

4、是一種非常好的辦法。針對超長大直徑群樁基礎(chǔ)用本文方法進(jìn)行了參數(shù)分析。定義了基于功能的群樁效率概念，并且以此概念為基礎(chǔ)，分析了群樁效率與樁頂沉降的關(guān)系受各參數(shù)影響的規(guī)律。 指出了目前樁基計算中的等代實體基礎(chǔ)法存在的缺陷，基于上述的精確理論方法，提出了適合超長樁組成的群樁沉降簡化計算方法，該方法考慮了樁身壓縮量和樁端刺入變形，算例表明這對超大群樁基礎(chǔ)是非常必要的。該簡化方法能夠計算出荷載一位移曲線，并且曲線具有明顯的非線性特征。

5、 在總結(jié)目前的群樁可靠度設(shè)計理論是完全基于承載力的基礎(chǔ)上，提出了針對超長超大群樁基礎(chǔ)的全新的基于沉降的可靠度設(shè)計概念。采用上述簡化計算方法來進(jìn)行可靠度計算，這是樁基設(shè)計理論的一個大的進(jìn)步。同時分析了各參數(shù)的概率分布規(guī)律及可靠度計算方法。 提出了有限元一荷載傳遞聯(lián)合分析方法，該方法利用成熟商用軟件ABAQus，特別是用ABAOuS自帶的子程序FRlC，能考慮各種樁型、各種地質(zhì)條件下的樁土荷載傳遞性狀，能非常簡便地采用各種荷載傳