文档介绍：天津大学
博士学位论文
考虑深开挖影响的超长桩荷载传递机理及沉降计算研究
姓名:张立明
申请学位级别:博士
专业:土木工程;岩土工程
指导教师:郑刚
2011-12
要摘坑底的超长桩的工作性状更为复杂,研究超长桩以及开挖影响下的超长桩基础的承载性状和沉降计算理论非常必要。近桩顶。超长桩在工作荷载下端阻比均较小,大多数不超过ァ进而,采用有限元法研究了不同长度的单桩荷载传递机理,根据其工作特性采用有限元法研究了基坑开挖条件下坑内单桩荷载传递机理,并对开挖影响至保持着负的摩阻力。考虑开挖条件下侧阻分布特点和土体回弹再压缩性质的沉降计算要较假设以及单驼峰式更合理且沉降值更接近于实测结果。分析结果表明,开挖导致基坑中不同位置处单桩刚度不同程度的降低,中心桩刚度降低程度最大,边桩次之,角桩最小:由于基坑开挖导致的不同位置处单高层、超高层建筑的建设使超长桩得到了广泛的应用,同时也促进了超深基坑的发展。超长桩的荷载传递机理与普通短桩存在较大差别,基坑开挖导致位于首先,基于超长桩静载试验进行实测分析,考察了超长桩的各方面性状。结果表明,超长桩侧阻发挥过程为由桩顶向下逐步发挥,工作状态下桩身侧阻呈现出单驼峰式的分布,且驼峰位于桩身的中部附近,长细比越大驼峰位置相对越靠对传统桩基础沉降计算方法进行改进。结果表明,工作荷载下,短桩过渡到超长桩,轴力主要承担部分由桩身下部逐渐转为桩身中上部,侧阻由三角形分布转为单驼峰式分布。因此采用单驼峰式分布模式计算超长桩基础地基中附加应力及沉降,其计算沉降值较基于解的传统方法更接近于实测值。下的超长桩基础地基竖向附加应力及沉降计算方法进行分析。结果表明,基坑开挖导致单桩刚度降低,并可导致桩身出现较大的拉力。且开挖条件下超长桩侧阻和端阻不同步发挥的现象更明显,不利于荷载向桩身下部传递及实际承载能力的发挥。短桩过渡到超长桩,工作荷载下桩身侧阻分布由三角形转变为“毙危且超长桩侧阻主要发挥在桩身中上部,当桩长超过一定值时桩身下部较大范围甚通过有限元法进行了基坑开挖对坑内桩影响的参数分析。计算了不同基坑开挖尺寸及桩长的情况下,桩身由于受到基坑开挖影响产生的刚度降低、最大拉力及位置和侧阻分布随各因素的变化。桩刚度的不同可能加剧群桩基础的“碟形”沉降,导致筏板和上部结构开裂。开挖导致坑底的单桩几乎全长受拉,位于基坑中心处的桩拉力最大,边桩次之,角桩最小;当基坑开挖深度很大、桩长也较大时,基坑内工程桩的桩身配筋长度、配筋量、裂缝控制均要考虑桩身可能产生的最大拉应力及其位置。最后,给出了不同基坑开挖尺寸及桩长条件下基坑中不同位置处的单桩工作荷载下侧阻分布曲线。在以上研究基础上,以为平台开发了考虑各种侧阻分布形式的沉降计算软件。
关键词:超长桩基坑开挖侧摩阻力分布地基附加应力沉降计算有限元分析
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第一章绪论弟一旱殖记选题背景及研究意义降问题的基础形式,在现代建筑、桥梁、港口等工程中具有非常广泛的应用,据不完全统计,我国每年用桩量在万到万根之间。某ぷ簧虾=采用了长度达某ぷ昕坠嘧⒆晃轮萑鸢不识即笙貌捎昧顺ご长钻孔灌注桩;正在建设中的天津笙檬宰畲蟪ざ任统的短桩的沉降计算方法及经验对于超长桩并不一定适用。研究超长桩的荷载传递机理及变形性状,开发适用于超长桩的沉降计算方法具有非常重要的理论及工伴随着超深开挖。深基坑开挖会不可避免的导致坑底工程桩的隆起,造成桩身产基坑开挖土体卸荷还会导致桩土间侧向压力减小,均不利于桩基础的承载。而目前工程中大多数工程桩都是在基坑开挖后,随着建筑物的施工逐渐被加桩基础具有悠久的历史,最早可追溯到石器时代的木桩,现存的很多古建筑也都采用了木桩基础。桩基础作为一种有效解决地基承载力不足和控制建筑物沉桩基础在近几十年来得到了非常快速的发展,目前正朝着大直径、大长度、大面积的方向发展。长度超过踔链锏陨系某ぷ挠τ迷嚼丛多。如北京中国国际贸易中心采用了直径ざ任茂大厦、世界环球贸易中心采用了长达某じ止茏簧虾F治鞲刍愦笙某缓贾莸那江六桥,采用长度为淖昕坠嘧⒊ぷ目前超长桩具有非常广泛的使用,但实际工程中,理论往往落后于实践,工程界对超长桩的工作机理的认识并不是非常清楚,有待进一步的深入研究。特别是对于超长桩基础的沉降计算,由于超长桩的荷载传递机理与短桩差别很大,传程意义。基础形式采用超长桩的高层建筑基坑开挖深度通常也较大,即超长桩通常都生一定的拉力,工程实践中也出现过基坑开挖完毕后坑底工程桩被拉断的事故。载。但在实际工程中,通常是在地面桩顶处进行静载试验,根据得到的承载力,扣除开挖面以上桩的侧阻,或者是在开挖深度范围内在桩侧加设套管得到桩的极限承载力,并