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原文传递大直径超长钢管桩应用研究

论文题名：	大直径超长钢管桩应用研究
关键词：	钢管桩;高应变检测;静载荷试验;承载力;打入性;闭塞效应
摘要：	近年以来，随着国民经济建设的快速发展，港口工程建设向外海、深水区域发展，跨海、跨江大桥也朝着大型化迈进。桩基础一直以来作为深水港码头、跨海大桥等大型工程唯一的选择，同时也向大直径、超长方向发展，桩基原理理论也取得了非常迅速的发展。但是由于土的差异性以及桩-土之间相互作用的复杂性，关于桩基础的原理、理论，特别是大直径、超长桩理论研究还有待进一步完善。　　处于沿海复杂地质区域的大直径、超长钢管桩，一般项面覆盖几十米的各种土层，均匀性差，由于复杂的工程地质，如经常出现大量的淤泥、淤泥质土等软弱土层，造成了非常复杂的桩基力学性质。因此，大直径超长桩的性能单单依靠理论解析无法得到准确的结果。在积累大量的试验实测数据后，根据理论解所揭示出的变化规律，建立一种带有经验系数的计算公式是有可能的。这种带有经验系数公式的建立，有助于设计人员认清大直径超长桩变形机理，也方便施工技术人员根据现场实际情况进行经验判断。　　在总结概括近年来国内外桩基承载力理论、桩基静力、动力行为等方面研究现状基础上，本文进行了以下四个方面的研究工作：　　 (1)依托两个大型港口工程进行了水上桩基静载荷试验、桩基高应变检测，试验得出了最大锤击力、输入能量、极限承载力等数值；发现静土阻力值总是随着入土深度的增加而增加，当桩尖由硬土层进入软土层时，静力阻力下降明显；通过高应变初打检测和复打检测，得到了恢复系数的取值，恢复系数与土体休止时间有关；通过高应变检测与静载试验进行对比，最大程度保证了试验的准确性；　　 (2)通过静力学的方法，结合试验检测的结果，研究了桩身轴力、桩侧摩阻力分布情况，得出了轴力和侧摩阻力分布曲线均为“抛物线”型；分析了桩侧摩阻力和桩端阻力发挥性状问题，得出了桩侧摩阻力与土层的埋深有关，桩侧摩阻力与桩端阻力的发挥不是同步的，要充分发挥桩端承载力所需要的沉降量比桩侧摩阻力所需的大的多；　　 (3)通过动力打桩公式，结合试验检测的结果，研究了大直径超长钢管桩的可打入性，得出了锤击能量和入土深度是影响桩基可打入性的两个重要因素；分析桩锤能量传递过程，给出了沉桩贯入度、入土深度、极限承载力和替打锤垫等影响打桩系统效率的几个重要因素；　　 (4)通过对土塞进行静力分析，导出了土塞效应的判断公式，并与试验结果作对比研究。研究了不同桩尖型式、桩端土性质对闭塞效应的影响，得出大直径钢管桩在碎砾石混性粘土中闭塞效应明显比在强风化岩中大；大直径钢管桩桩端持力层在强风化岩中，不同桩尖型式对闭塞效应影响不明显，并给出了开口大直径钢管桩在强风化岩层中闭塞效应系数的建议取值；　　 (5)通过有效应力理论，导出了不同休止时间下的单桩承载力计算公式，分析了单桩承载力与时间的关系，以及承载力增长的一般特征。
作者：	卢普伟
专业：	水利工程
导师：	别社安;吕卫清
授予学位：	硕士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文