钻孔桩σ-y沉降曲线计算法及在工程中的应用

论文摘要

钻孔桩具有承载力大、变形较小、施工方便、适用性强等突出的优点,很快被公路工程技术人员认同并接受,成为公路桥梁基础的首选形式。随着国民经济持续高速发展,我国公路桥梁工程也得到了突飞猛进的发展,桩径愈来愈大,基础承载力要求越来越高,这对钻孔桩的理论和实践应用提出了更高的要求。在竖向荷载作用下,单桩沉降理论研究虽然有不少方法,但由于其计算结果大多数均与桩实际不相符,所以在《桥规》中钻孔桩承载力仍然与沉降量计算不挂钩。目前,公认的桩基承载力-沉降曲线最准确的办法是静载试验,但提前做静载试验有诸多难处,大量推广应用显然是不现实的。本文以湖南“无承台大直径钻埋空心桩柱”结构理论计算及苏通长江大桥主墩17根超长钻孔桩试验数据研究分析为依据,在归纳总结国内外各种钻孔桩沉降曲线计算方法的基础上,继续对我国其他不同地区钻孔桩的试桩结果进行分析、研究。由于土层特性、桩基施工工艺以及桩径、桩长等的异同,使得桩沉降曲线千姿百态,极难统一。在考虑诸多因素后,对钻孔桩荷载-沉降曲线采用桩顶应力σ和相对沉降y来归纳成型。通过绘制试桩的σ-y沉降曲线计算、实测比较图初步确定钻孔桩桩端不同土层的地基刚性系数,为沉降控制桩基承载力设计提供理论支持。现行公路桥梁桩基础采用的钻孔灌注桩,由于桩成孔过程中以泥浆护壁法为主,使成桩工艺存在着固有的缺陷（如泥浆比重、桩底沉渣、桩侧泥皮）,导致桩侧、桩端阻力显著降低,常采用“后注浆”工艺来补救。本文拟通过对试桩的σ-y沉降曲线研究来分析成桩工艺对承载力的影响。此外,利用“σ-y沉降曲线计算法”来预测钻孔桩不同成桩工艺的荷载、沉降情况,以期减少试桩根数,降低造价;通过对比不同成桩工艺的承载力,根据设计要求选择更为合理、完全、经济的施工方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 桩基础在公路桥梁中的应用
• 1.2 公路桥梁钻孔桩的发展现状
• 1.3 公路桥梁桩基础技术的发展趋势
• 1.4 桩基技术面临的挑战
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 钻孔桩竖向承载性状理论研究
• 2.1 钻孔桩的荷载传递
• 2.2 钻孔桩的受力特点
• 2.3 单桩的破坏模式
• 2.4 桩-土体系的荷载传递
• 2.4.1 荷载传递机理
• 2.4.2 荷载传递的基本微分方程
• 2.4.3 影响荷载传递的因素
• 2.5 单桩的荷载-沉降特性
• 2.6 单桩竖向承载力的确定方法
• 2.6.1 试验法
• 2.6.2 理论分析法
• 2.6.3 其他方法
• 2.7 国内外荷载-沉降曲线计算研究
• 2.8 本章小结
• 第三章 钻孔桩试验研究
• 3.1 引言
• 3.2 试桩工程概况
• 3.2.1 基础地质条件概况
• 3.2.2 试桩一览表
• 3.3 桩荷载试验方法
• 3.3.1 桩试验方法选择
• 3.3.2 “锚桩法”比较
• 3.3.3 “O-cell 法”比较
• 3.4 成桩工艺
• 3.4.1 泥浆使用情况
• 3.4.2 “苏通专用P.H.P 泥浆”标准
• 3.4.3 钻孔中各阶段泥浆指标
• 3.5 国内其它不同地区钻孔桩试桩简介
• 3.6 本章小结
• 第四章 钻孔桩“σ-y”沉降曲线计算法
• 4.1 引言
• 4.2 研究背景
• 4.2.1 “N-S 法”（湖南法）
• 4.2.2 “苏通法”
• 4.3 钻孔桩“σ-y”沉降曲线计算法
• 4.3.1 工程实例
• 4.3.2 “σ-y”沉降曲线制作
• 4.4 确定不同土层的相关参数
• 4.4.1 “σ-y”曲线计算、实测比较
• 4.4.2 不同土层相关参数确定
• 4.5 本章小结
• 第五章 钻孔桩“σ-y”沉降计算曲线计算法在工程中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 钻孔桩荷载-沉降预测
• 5.3 承载力分析
• 5.4 成桩工艺对承载力的影响
• 5.4.1 泥浆质量对承载力的影响
• 5.4.2 “后注浆”技术对承载力的影响
• 5.5 沉降控制桩基设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 本文的主要结论
• 6.2 对进一步研究的建议
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文