砂卵石土覆蓋層大直徑嵌巖樁及樁筏基礎(chǔ)荷載傳遞機(jī)理與應(yīng)用研究.pdf

1、由于大直徑嵌巖樁承載力高，樁徑大、沉降小、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為高層建筑、重型廠房及橋梁等首選的基礎(chǔ)形式。然而，大直徑嵌巖樁的承載性狀受覆蓋層厚度、覆蓋層模量、長(zhǎng)徑比、樁端巖石模量、嵌巖深徑比、樁巖接觸界面條件和施工等諸多因素的影響，加之，受目前試驗(yàn)條件和測(cè)試手段的限制，系統(tǒng)完整的大直徑嵌巖樁試樁資料并不多，這些原因都制約了人們對(duì)大直徑嵌巖樁承載性狀的認(rèn)識(shí)。本文在山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目：“特殊地質(zhì)條件下嵌巖樁的施工工藝研究”(項(xiàng)目編號(hào)200

2、7031172)和橫向課題“大直徑嵌巖樁承載性狀及荷載傳遞機(jī)理的試驗(yàn)研究”的支撐下，運(yùn)用有限元數(shù)值模擬方法，對(duì)砂卵石土覆蓋層中的大直徑嵌巖樁及樁筏基礎(chǔ)的荷載傳遞機(jī)理和沉降特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，并對(duì)嵌巖樁的破壞模式進(jìn)行了創(chuàng)造性探索，取得了如下幾方面的研究成果：
　　 ⑴通過(guò)對(duì)太原地區(qū)砂卵石土覆蓋層中承載力高達(dá)24000kN(樁徑1.8m)和16000kN(樁徑1.2m)以上的兩根大直徑嵌巖樁的樁身內(nèi)力原位測(cè)試，揭示大直徑嵌巖樁荷載傳

3、遞的一些規(guī)律，為該區(qū)相同工程地質(zhì)條件的大直徑嵌巖樁的研究和設(shè)計(jì)提供了第一手資料。
　　 ⑵對(duì)砂卵石土覆蓋層樁筏基礎(chǔ)工作荷載下樁土共同作用下的筏底土反力和樁身內(nèi)力進(jìn)行了原位測(cè)試，為相同工程地質(zhì)條件的樁筏基礎(chǔ)的研究和設(shè)計(jì)提供了可靠的實(shí)測(cè)資料。
　　 ⑶運(yùn)用有限元數(shù)值分析方法，對(duì)覆蓋層厚度、覆蓋層模量、樁端巖石模量、長(zhǎng)徑比、嵌巖深徑比、樁端嵌巖與不嵌巖、樁端巖石的成層型、樁端持力層軟弱下臥層等影響大直徑嵌巖樁的沉降和承載特性的

4、諸多因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出大直徑嵌巖樁樁土共同作用的一些規(guī)律。
　　 ⑶運(yùn)用有限元數(shù)值分析方法，建立了上部結(jié)構(gòu)－樁筏基礎(chǔ)－地基整體共同作用模型，分析了覆蓋層厚度、覆蓋層模量、樁端嵌巖與不嵌巖、嵌巖深度、上部結(jié)構(gòu)承重柱荷載分擔(dān)比等因素對(duì)樁筏基礎(chǔ)沉降和承載性狀的影響，得出了砂卵石覆蓋層和基巖二元結(jié)構(gòu)地層中樁筏基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的一些規(guī)律。
　　 ⑸根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值分析結(jié)果，考慮到嵌巖樁嵌巖段側(cè)阻和端阻既沒(méi)有必要嚴(yán)格劃

5、分，而且在實(shí)際工程中也往往難于準(zhǔn)確區(qū)分的實(shí)際情況，提出了嵌巖樁應(yīng)以嵌巖段總阻力(包括嵌巖段側(cè)阻力和端阻力)作為嵌巖樁的樁端阻力，這樣可以使嵌巖樁的概念更加明確，在工程中也更加實(shí)用。
　　 ⑹通過(guò)對(duì)現(xiàn)有嵌巖樁試驗(yàn)成果進(jìn)行整理、總結(jié)和分析，在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了嵌巖樁破壞模式：樁的屈服破壞模式、樁巖界面破壞模式、樁端巖石剪切與壓屈破壞模式和嵌巖樁的整體破壞四種破壞模式，并且首次提出了樁端巖石剪切與壓屈破壞模式。
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