青岛风化岩地基上桩基础工程性状研究

论文摘要

青岛地区风化岩埋藏浅,埋深变化大,局部地段岩体风化程度不均一,但完整性较好,稳定性较高,压缩性低,承载力高,因此常作为桩基础的持力层。本文收集、整理、分析大量文献资料,总结了前人的研究成果,在此基础上结合现场试验,对青岛地区风化岩地基的一些工程特性进行了初步研究。主要取得了如下认识和成果:1.对强风化岩上预应力管桩进行了静载试验,桩长为6～7m的管桩单桩竖向最大加载值（未破坏）可达3000KN,桩顶沉降仅为6～7mm,满足承载力和变形要求。预应力管桩的单桩承载力高,试验最大加载值是设计极限值的1.6倍以上,并还有一定的承载潜力。在实际工程中应充分发挥管桩的承载力,避免浪费。2.结合工程实际对强风化岩上人工挖孔灌注短桩承载性状进行分析研究。桩端位于强风化岩上的人工挖孔灌注短桩承载力较高,沉降较小。通过对试验桩进行水平承载力计算,最短的嵌岩桩水平承载力可满足建筑物的要求;对于长细比L/D≤5～7的嵌岩桩,经推算桩端阻力占总承载力的77.5～88.1%,在设计时可不计桩侧摩阻力,仅作为安全储备。3.本文以Ansys有限元为基础,对影响嵌岩短桩承载性状的长径比、嵌岩深度、基岩强度等因素进行了详细地研究。得出以下结论:（1）嵌岩短桩的尺寸效应是存在的,桩顶沉降随长径比的增大而增大;（2）短桩同样存在嵌岩深度问题,当嵌岩达到一定深度后,盲目增加嵌岩深度对承载力的提高已不明显,建议青岛地区风化岩上的短桩的嵌岩深度宜为1D-2D;（3）其他条件一定的情况下,基岩强度越高,桩端阻力所占的比例越高,而桩侧阻力所占比例减小。经分析在基岩强度低时,通过改善基岩状况对减小沉降的效果是明显的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究的意义
• 1.2 嵌岩桩分类及国内外研究现状
• 1.2.1 风化岩地基上的桩基础
• 1.2.2 嵌岩桩的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容及意义
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究线路
• 1.3.3 研究意义
• 第2章 风化岩地基上桩的承载性状研究
• 2.1 概述
• 2.1.1 岩基上常用的基础形式
• 2.1.2 嵌岩桩的界定
• 2.1.3 短桩的界定
• 2.2 嵌岩桩与非嵌岩桩荷载传递的比较
• 2.3 嵌岩桩的竖向荷载传递机理分析
• 2.3.1 荷载传递性能
• 2.3.2 嵌岩桩的承载性状
• 2.3.3 嵌岩桩桩侧摩阻力计算
• 2.3.4 嵌岩桩端阻力
• 2.4 嵌岩桩的竖向承载力确定方法
• 2.4.1 桩身强度法
• 2.4.2 荷载传递函数法
• 2.4.3 静载荷试验法
• 2.4.4 经验公式法
• 2.5 水平荷载作用下桩的受力机理分析
• 2.5.1 水平荷载作用下桩的破坏模式
• 2.5.2 桩的水平荷载计算方法
• 2.5.3 嵌岩短桩的水平荷载计算方法
• 2.6 本章小结
• 第3章 风化岩地基上预制管桩的静载试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 工程地质概况
• 3.2.1 工程概况
• 3.2.2 预应力管桩施工
• 3.3 试验方案与方法
• 3.3.1 试验桩及试验设备的选择
• 3.3.2 试验方法
• 3.4 试验结果分析
• 3.4.1 Q-s曲线分析
• 3.4.2 管桩单桩承载力分析
• 3.4.3 桩身轴力及变形分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 嵌岩短桩的承载性状分析
• 4.1 概述
• 4.2 Ansys模拟嵌岩桩
• 4.2.1 建立模型
• 4.2.2 非线性求解
• 4.3 工程地质概况
• 4.4 Ansys计算方案及参数选取
• 4.5 Ansys计算与实测结果对比分析
• 4.5.1 荷载沉降关系曲线
• 4.5.2 桩身轴力分布
• 4.5.3 桩的端阻力和侧摩阻力分析
• 4.5.4 桩的极限承载力分析
• 4.5.5 桩的水平承载力分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 嵌岩短桩承载性能的影响因素分析
• 5.1 概述
• 5.2 长径比的影响
• 5.3 嵌岩深度的影响
• 5.4 基岩强度的影晌
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 对进一步研究工作的建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文与参与的科研成果情况
• 致谢