长大直径桩承载力受桩孔垂直度影响的分析

摘要

长大直径钻孔灌注桩因其成桩技术的成熟已成为目前桥梁工程桩基础最常用的基础型式之一，在桩基成孔过程中，垂直度控制是贯穿始终的关键技术之一。桩孔垂直度若控制不好，直接影响到导管与钢筋笼的下放、成孔的质量与桩基承载力的发挥等。本文基于桩土体系荷载传递原理，针对实体工程具体的工程地质条件，运用ANSYS高级有限元分析软件深入、系统地研究了垂直度变化对桩基承载力的影响规律。本文具体的研究工作如下：
　　 ⑴系统收集整理了平潭海峡大桥的工程地质概况与桩基础的主要设计技术指标，为有限元数值分析计算方案的确定、计算模型的建立与材料参数的选取提供理论依据；
　　 ⑵运用ANSYS有限元技术，分析了在不同工况下垂直度的变化对承载力的影响规律，为桩孔垂直度控制建议值的提出提供理论支撑；
　　 ⑶基于有限元数值分析的成果，结合理论计算分析，提出了桩孔垂直度的控制建议值，对垂直度的主要控制技术进行了工程效果评价。
　　 本文提出了桩长小于70m和大于70m的桩的垂直度控制建议值分别为小于1.0％和0.5％，在此基础上提出相应的大直径深长桩的垂直度控制方法，科学地解决了复杂海洋环境、复杂地质条件下的长大直径桩成孔过程中的垂直度问题。本研究成果可为今后同类工程桩基础的设计与施工提供参考，并为理论研究提供案例，具有一定的工程应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1长大直径桩成孔技术研究现状

1.2.2长大直径桩在不同垂直度下承载力的研究现状

1.3研究工作的主要内容

1.3.1主要研究内容及创新性

1.3.2研究思路

第2章工程地质条件及要求

2.1概述

2.2工程地质概况

2.2.1通航主桥区段

2.2.2引桥区段

2.3桩基础设计技术指标

2.4小结

第3章桩孔垂直度对桩基承载力影响的有限元分析

3.1概述

3.2 ANSYS有限元软件简介

3.3桩基受力的理论分析

3.4桩基有限元计算模型

3.4.1有限元分析的基本假定

3.4.2有限元计算模型

3.5计算方案与计算参数

3.5.1计算与分析方案

3.5.2材料参数

3.5.3边界条件的确定

3.6桩基极限承载力确定方法

3.7计算成果与基本结论

3.7.1垂直度变化对桩基承载力的影响分析

3.7.2垂直度对不同桩长的承载力影响分析

3.7.3不同岩性桩周土对桩基承载力的影响分析

3.7.4桩身材料弹性模量的变化对桩基承载力的影响分析

3.8小结

第4章桩孔垂直度控制技术及工程效果评价

4.1概述

4.2桩孔垂直度控制标准

4.3桩孔垂直度控制技术

4.3.1桩孔倾斜的处理方法

4.3.2桩孔垂直度控制技术

4.4桩孔垂直度控制工程效果评价

4.4.1桩孔垂直度检测技术

4.4.2工程效果评价

4.5小结

结论与建议

主要结论

对进一步研究工作的建议

参考文献

致谢

附录A：攻读硕士学位期间所发表的学术论文