自平衡试桩极限承载力的确定及其影响因素试验研究

摘要

桩基础是目前被广泛采用的基础形式，其施工程序繁琐、技术要求高、施工难度大，容易出现质量问题，因此桩基础工程的试验和质量检验显得十分必要，尤其是在大直径桩基中。传统静压试验以其直观、可靠为学术界和工程界所推崇，但其费时、费力且对试验场地要求较高，而近年出现的自平衡测试新方法有效的弥补了静压试验在这方面的缺陷。目前国内已有多省、市开始推广使用。
　　 本文首先就几种传统桩基检测方法进行了对比讨论，即常规静载法、动力检测法、静-动结合法，并分析了这几种方法各自的优劣。介绍了桩基自平衡测试基本原理和目前理论研究主要集中的焦点。其次，介绍传统压桩、抗拔桩的桩土作用机理，分析了自平衡试桩桩土作用机制；归纳了自平衡试桩竖向极限承载力的确定不同方法—简化的转化方法和精确的转化法并指出：除了各自分别存在的问题之外，还有一些共性的问题—都未能充分考虑K下、ξ及K上等，这将导致计算公式有失准确，从而影响极限承载力的精确性。
　　 通过新疆伊犁河大桥三根大直径灌注桩自平衡试桩试验，介绍了自平衡测试的试验设备、试验规程及通过两种方法求算极限承载力的具体过程。通过总结已有对自平衡试桩极限承载力的影响因素数值模拟的分析结果，结合本工程的试验结论，得出除了土层类别会对极限承载力的确定产生影响外，在一定的土层条件下，成孔工艺因素也是不容忽视的，并分析了冲击钻成孔造成的松动效应对极限承载力的影响程度。通过类似试验比较后得出：在这种地质条件下，松动效应确实对极限承载力存在如此范围的影响。并提出了针对简化转化方法、精确转化方法、上段桩侧摩阻力转化系数的改进措施，希望能对类似试验起到指导性的作用。
　　 最后，在总结全文的基础上，提出了有待进一步研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2传统桩基竖向承载力测试法

1.2.1常规静载法

1.2.2动力检测法

1.2.3静-动结合检测法

1.2.4静载、动测及静动法对比

1.3自平衡测试法

1.3.1自平衡测试法的发展

1.3.2自平衡测试法基本原理

1.4目前课题研究的焦点

1.5本文研究内容及主要工作

第二章自平衡试桩荷载传递及极限承载力的确定

2.1自平衡试桩桩土受力机理

2.1.1传统压桩受力机理

2.1.2抗拔桩受力机理

2.1.3自平衡桩受力机理

2.2极限承载力的确定

2.2.1分段总和法

2.2.2等值位移插值法

2.2.3精确转化法

2.3极限承载力计算方法存在的问题

2.3.1“自平衡点”的选取

2.3.2下段桩极限承载力转化系数的取值

2.3.3侧摩阻力沿桩长分布折减系数的取值

2.3.4简化转化方法存在的问题

2.3.5精确转化方法存在的问题

2.4本章小结

第三章自平衡检测技术现场试验

3.1工程概况及地质分析

3.2试验情况

3.2.1概况

3.2.2测试桩位确定及试验设备布设

3.2.3测试规程

3.2.4单桩抗压极限承载力判定

3.2.5测试结果

3.3本试验的承载力转化

3.3.1简化转化方法的结果

3.3.2等效转化方法的结果

3.4本章小结

第四章自平衡试桩极限承载力影响因素分析

4.1极限承载力影响因素的数值模拟结论

4.1.1桩土间的刚度比Ep／Es的影响

4.1.2桩侧不同土层之间刚度比Esi+1／Esi的影响

4.1.3桩土界面因素的影响

4.2本试验极限承载力分析

4.2.1侧摩阻力分布

4.2.2桩端承载力分布

4.2.3单桩极限承载力影响原因分析

4.3施工因素对自平衡测试整桩极限承载力的影响

4.3.1“泥皮”效应对自平衡试桩极限承载力的影响

4.3.2成孔工艺对自平衡试桩极限承载力的影响

4.4工程实例对比验证

4.4.1概况

4.4.2实测数据分析

4.4.3转化结果对比

4.5极限承载力计算公式的改进探讨

4.5.1对简化转化方法的改进

4.5.2对精确转化方法的改进

4.5.3对上段桩侧摩阻力转化系数的改进计算探讨

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

附录 作者在攻读硕士研究生期间发表的论文