沉箱-桩复合基础竖向承载性能试验研究

摘要

沉箱-桩复合基础是由沉箱和钢管桩组成的一种新型复合基础，本课题以交通运输建设科技项目《水深大于50m特大型桥梁深水基础适宜结构型式及其设计方法研究》为依托，以琼州海峡跨海大桥为工程背景，室内模型试验为基础，研究了沉箱-桩复合基础在竖向荷载下的承载性能，开展的主要内容和成果如下:
　　1、设计并实施了砂土中沉箱-桩复合基础的模型试验，研究并分析了竖向荷载作用下沉箱、钢管桩的受力机理和竖向变位的基本规律，沉箱底土压力的分布规律，桩荷载传递机理，桩土荷载分担比，为建立沉箱-桩复合基础竖向设计理论提供试验参考;
　　2、在竖向荷载作用下，复合基础箱底土压力沿沉箱底部呈现边缘大，中间小，反力峰值位于边缘附近的马鞍形分布，且马鞍形分布形状一直保持到沉箱-桩复合基础出现整体破坏;
　　3、桩身侧摩阻力的发挥受到沉箱的影响，类似于“承台效应”，与单桩侧阻发挥峰值主要集中在桩的上部不同，沉箱-桩复合基础各特征桩的侧阻发挥峰值主要分布在桩的中、下部;
　　4、根据复合基础的受力机理，建立了沉箱刚度、单桩刚度、群桩刚度、沉箱-桩复合基础的刚度计算方法，建立了与刚度有关的桩土荷载分配和复合基础沉降简化计算方法。通过与试验数据比较分析，结果表明本文方法与试验结果符合良好;
　　5、以琼州海峡2×1500m跨中塔沉箱-桩复合基础为例，用本文提出的计算方法进行分析，计算结果能满足工程需要，表明本文提出的解决方法有一定的工程意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外深水基础的发展现状

1．2．1 国内深水基础的发展现状

1．2．2 国外深水基础的发展现状

1．3 沉箱-桩复合基础概述

1．4 桩基竖向承载性能研究现状

1．4．1 单桩承载力

1．4．2 单桩沉降

1．4．3 群桩承载力

1．4．4 群桩沉降

1．5 国内外沉箱-桩复合基础其他研究现状

1．6 本文主要研究内容

第二章 沉箱-桩复合基础室内模型试验研究

2．1 模型试验的基本概念

2．2 试验目的和任务

2．3 试验方案

2．4 模型试验装置和器材

2．5 试验策划和过程

2．6 本章小结

第三章 沉箱-桩复合基础模型试验数据分析

3．1 单体沉箱试验

3．1．1 荷载—沉降特性

3．1．2 沉箱底土反力分布规律

3．2 沉箱-桩复合基础试验

3．2．1 荷载—沉降特性

3．2．2 沉箱底土反力分布规律

3．2．3 两种基底土反力分布曲线分析

3．2．4 桩荷载传递机理

3．2．5 沉箱-桩复合基础桩土荷载分配规律

3．2．6 裙边对沉箱-桩复合基础性能的影响

3．3 本章小结

第四章 沉箱-桩复合基础竖向荷载作用下的理论计算分析

4．1 沉箱、桩与复合基础刚度确定的方法

4．1．1 沉箱刚度

4．1．2 单桩刚度

4．1．3 群桩刚度

4．1．4 复合基础刚度

4．2 沉箱-桩复合基础沉降计算

4．3 沉箱-桩复合基础桩箱的荷载分担计算

4．3．1 荷载分担比概述

4．3．2 沉箱-桩复合基础荷载分担比的计算方法

4．4 影响桩箱荷载分担比的主要因素

4．5 基底土反力分布特征

4．6 沉箱-桩复合基础的变刚度调平设计

4．6．1 概述

4．6．2 变刚度调平设计方法

4．7 理论计算结果与试验结果对比分析

4．7．1 刚度计算

4．7．2 荷载分配计算

4．7．3 沉降计算

4．8 本章小结

第五章 工程案例计算

5．1 工程概况

5．2 理论计算

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢