胶州湾填海地区深嵌岩灌注桩承载性能现场试验研究

摘要

随着我国经济飞速发展，沿海地区城市化进程不断加快，现有土地资源已不能满足人口和经济需求。诸多城市必须进行大范围填海造陆，以满足港口及城市建设用地需要。填海造陆地区土层可分为原有土层和回填土层两部分:目前针对原有土层的研究很少，若建筑基础采用桩基，其极限侧摩阻力标准值和极限桩端阻力标准值都不明确，根据经验设计会产生很大误差，造成资源浪费或存在安全隐患;回填土层存在欠固结、不均匀、透水性大等有待研究的现象。
　　 因填海地区上部填土一般为新填土或滩涂软土，其承载能力差，建筑物荷载要靠下部硬土层（岩层）承担，所以在填海地区大多数建筑物采用桩基础，且多数为在岩层中嵌入深度较大的长摩擦桩。为最大限度的节约工程造价，桩基承载性能一直是岩土工程中的一个重要研究课题，如何准确确定桩身极限侧摩阻力标准值和极限端阻力标准值更是研究重点。在胶州湾填海地区存在罕见的数十米深全风化泥岩土层，该土层的侧摩阻力值及桩端阻力值大幅影响单桩的承载能力，但目前对该土层的研究尚未进行。基于上述情况，本文主要进行了以下工作，并得出了相应结论。
　　 (1)本文结合国内外各学者的研究经验及相关论文著作，对填海地区岩土工程问题及深嵌岩钢筋混凝土灌注桩的发展概况、国内外研究现状进行了总结。
　　 (2)结合国内外现状对填海造陆地区场地的特殊地质条件进行详细研究，总结该地质条件下存在的诸多岩土工程问题，并着重研究了因地基土欠固结而产生的负摩阻力问题。
　　 (3)以胶州湾填海地区某工程为例，对深嵌岩钢筋混凝土灌注桩的承载性能进行了现场试验研究。通过桩身及桩端布设应力测试元件的静载荷试验，分析桩身侧摩阻力和桩端阻力随桩顶荷载增加的发挥情况，绘制出试验过程中桩身轴力、桩侧摩阻力、桩端阻力的变化曲线，对桩周各层回填土及原有土层的极限侧摩阻力标准值及特征值提出建议，供相似工程参考。试验得出:桩端加荷时桩身轴力随深度增加而逐渐减小，减小速度与土层有关;随着桩顶加载，各土层的桩侧摩阻力在达到极限值前会逐渐增大，当达到极限值后会略有下降或基本保持不变;桩周上部土层首先达到侧摩阻力极限值，侧摩阻力自上而下逐渐发挥;同一土层的极限侧摩阻力标准值并不是一个定值，它随着深度的增加而加大;3根试桩的沉降均满足规范要求，沉降规律与前人的研究基本一致。
　　 (4)进行桩基优化设计并作经济性分析，以达到降低造价，节约资源的目的。原位试验确定的单桩竖向极限承载能力标准值、各土层极限侧摩阻力标准值均大于地质勘察报告推荐值，在此基础上对桩基进行优化，对所研究工程能节约数千万元的造价。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．2 填海造陆地区岩土工程问题研究现状

1．2．1 填海造陆的发展

1．2．2 填海造陆地区岩土工程国内外研究现状

1．3 桩基的承载性能研究现状

1．3．1 桩基的发展概况

1．3．2 桩基的承载性能国内外研究现状

1．4 本文研究的主要内容

第2章 负摩阻力对桩基承载性能的影响

2．1 负摩阻力的产生机理

2．2 负摩阻力计算方法探讨

2．3 负摩阻力对桩基的影响分析

2．4 减小负摩阻力的措施

2．5 本章小结

第3章 单桩静载荷与桩身应力测试方案

3．1 常用桩基质量测试现场试验方法

3．1．1 单桩静载试验

3．1．2 钻芯法

3．1．3 低应变法

3．1．4 高应变法

3．1．5 声波透射法

3．2 工程概况

3．2．1 地形地貌

3．2．2 气象与地下水

3．2．3 区域地质构造

3．2．4 场地的稳定性及适宜性评价

3．2．5 场区土层分布及其物理力学性质

3．2．6 岩土工程评价

3．2．7 场地土类型及建筑场地类别

3．3 单桩静载荷试验

3．3．1 试验方案

3．3．2 试验过程

3．4 低应变法

3．5 试验方案改进

3．5．1 桩周土地基处理

3．5．2 低应变法与载荷试验联合应用

3．6 本章小结

第4章 试验结果及分析

4．1 桩身完整性测试结果及分析

4．2 桩身应力测试结果及分析

4．2．1 桩身轴力分析

4．2．2 桩身侧摩阻力分析

4．2．3 桩端阻力分析

4．3 试桩沉降测试结果及分析

4．4 本章小结

第5章 桩基优化设计及经济性分析

5．1 极限侧摩阻力值对比分析

5．2 极限桩端阻力值对比分析

5．3 桩基优化结果及经济性分析

5．3．1 钢筋混凝土灌注桩造价

5．3．2 经济性分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢