软土地基超长桩桩身压缩和稳定性研究

论文摘要

混凝土灌注超长桩被越来越多的建(构)筑物采用,但超长桩的理论研究还落后于工程实践,尤其是超长桩桩身压缩量、桩身失稳的研究还比较欠缺。本课题就此开展研究。本文首先阐述了钢筋、混凝土的力学性状和超长桩特殊的工作性状。提出由于钢筋混凝土材料单向受压应力状态与多向受压应力状态下的力学反应不相同,因此用混凝土的弹性模量模拟桩身变形模量,并用此参数来计算桩身在土压力中的压缩量是不合理的。采用新的方法计算了桩身混凝土的变形模量。考虑了配筋对桩身变形模量的影响,利用钢筋、混凝土的全应力应变曲线在不同的配筋条件下得出了不计入箍筋的环箍作用和计入箍筋环箍作用的完整的桩身模量计算值。并推导了计入配筋影响的桩身压缩弹性公式。桩的长径比过大且桩侧土为软弱土时,需要验算桩的稳定性。本文采用伽辽金法,假定侧摩阻沿桩身为均匀分布或三角分布,土侧压力采用m法为基础的地基反力,得出了不同情况下的临界压力。本文通过对1800根静载试桩的统计数据分析得到:桩身压缩量随荷载水平和桩长的增加而增加,当荷载和桩长大于一定值后,压缩量的变化趋势平缓。桩长越长用规范公式计算得出的计算值误差就越大。提出用Ψ=ξ_eE_c/E_s作为统计量来联合反映桩身压缩系数和桩身变形模量与混凝土弹性模量的差别。并得到线性回归的计算公式。最后通过工程实例进行了验算并提出了相关工程建议:对箍筋加强范围的计算提出了自己的公式。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 国外研究现状
• 1.4 本文的思路以及研究内容
• 第二章 桩身混凝土的基本性能及超长桩的受力特性
• 2.1 钢筋混凝土力学性能
• 2.1.1 普通混凝土的性质
• 2.1.2 钢筋的性质
• 2.1.3 多轴应力下的混凝土和箍筋的约束作用
• 2.2 桩所处的特殊的环境和桩身混凝土的特殊性能
• 2.2.1 桩结构所处地下物化环境
• 2.2.2 桩身混凝土的特殊性能
• 2.2.3 超长桩实际受力状况
• 2.3 本章小结
• 第三章 超长桩稳定性和桩身压缩研究
• 3.1 桩的稳定性理论
• 3.1.1 稳定性理论简介
• 3.1.2 《建筑桩基技术规范》中有关桩基失稳的规定
• 3.2 利用伽辽金算法考虑桩侧摩阻力影响的桩身稳定性计算
• 3.2.1 能量法简介
• 3.2.2 在考虑桩侧摩阻力的情况下利用伽辽金法验算桩基的稳定性
• 3.3 桩身压缩的理论计算
• 3.3.1 混凝土的压缩分类
• 3.3.2 《建筑桩基技术规范》的计算方法
• 3.3.3 能量守恒来计算桩身压缩
• 3.3.4 对《建筑桩基技术规范》计算方法中弹性模量E讨论
• 3.3.5 计入配筋影响的桩身压缩量弹性计算方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 超长桩身压缩量实测和数据分析
• 4.1 混凝土灌注桩桩身压缩实测方法
• 4.2 1800根混凝土静载试桩的统计分析
• 4.2.1 1800根混凝土试桩桩径、桩长、持力层统计
• 4.2.2 各种因素对试桩桩身压缩量影响分析
• 4.3 混凝土灌注桩卖的统计规律即回归公式
• 4.4 本章小结
• 第五章 超长桩桩身压缩量计算值与实测比较及桩基设计建议
• 5.1 超长桩桩身压缩量实测值与计算值对比
• 5.1.1 实测值和弹性计算值比较
• 5.1.2 实测值和理论计算值、统计回归公式计算值比较
• 5.2 超长桩桩身破坏与箍筋加密长度计算
• 5.2.1 混凝土破坏模型简介
• 5.2.2 规范中桩身强度的规定
• 5.2.3 配筋加密长度计算建议
• 5.2.4 配筋其他建议
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 本文结论
• 6.2 进一步工作的建议
• 参考文献
• 作者简历
• 附表:1800根静载试桩统计数据摘录