劲性微型桩抗拔性能分析

摘要

微型桩具有施工速度快、作业面小及承载力高等特点，适应各类场地。在杆塔基础，古建筑物保护、边坡稳定等方面得到了广泛应用。劲性微型桩在设计作抗拔桩时也可以兼做抗压桩。这使得劲性微型桩在杆塔等小型高耸结构的基础(承受拉压交替荷载)应用中具有很大优势。
　　 由于微型桩桩径小，桩的长径比较大，属于细长桩，桩体相对较柔。而普通抗拔桩的侧摩阻力相对集中在桩体中下部，随着桩的刚度降低，侧摩阻力自上而下逐渐发挥的规律更加明显，细长桩在达到极限抗拔承载力时桩端部的侧摩阻力难以充分发挥。二次高压注浆能显著改善土体性能，提高桩基承载能力。由于微型桩长径比较大，桩周侧摩阻力较大，桩顶部荷载在向底部传递的过程中，在承受较大上拔荷载情况下，桩身各部位轴力达到一定值时，桩身从上到下应变值依次达到极限状态后将产生裂纹，这将进一步加大桩身变形。同时使得桩身上部桩～土相对位移变大，下部桩～土相对位移变小。与传统微型桩不同的是，劲性微型桩以钢管或型钢作为劲性材料代替传统的钢筋笼，在提高桩基抗拔承载力的同时，能够有效减少桩身变形。
　　 本文在总结前人研究的基础上，通过FLAC3D软件模拟分析了劲性材料、注浆土体和桩长对劲性微型桩抗拔性能的影响。通过对前人试验研究和数值模拟发现劲性材料能够限制微型桩桩身裂缝的发展，减少桩自身变形，有利于桩身顶部荷载向桩身底部传递；注浆土体和劲性微型桩共同工作有使桩身轴力均匀化的趋势，这就有利于桩身侧摩阻力同时达到极限值，提高劲性微型桩极限抗拔承载力。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 抗拔桩研究现状

1.1.1 抗拔桩的简介

1.1.2 抗拔桩的研究现状及发展趋势

1.2 微型桩的简介

1.2.1 微型桩的研究现状及改进

1.2.2 劲性微型桩的特点及优势

1.3 本文主要工作和研究内容

第2章 抗拔桩单桩的承载力及变形性能分析

2.1 抗拔桩研究方法

2.1.1 抗拔桩单桩破坏形态

2.2 抗拔桩单桩承载力理论分析方法

2.2.1 抗拔桩承载力简介

2.2.2 抗拔桩单桩抗拔承载力常用分析方法

2.3 抗拔桩单桩变形理论分析方法

2.3.1 抗拔桩变形简介

2.3.2 抗拔桩单桩变形分析方法

2.4 小结

第3章 劲性微型桩抗拔模型分析

3.1 劲性微型桩施工工艺简介

3.2 土体的注浆效应分析

3.2.1 加筋效应

3.2.2 充填胶结效应

3.2.3 压密固化效应

3.3 土体注浆影响范围分析

3.4 注浆后土体性能改变的参数估算

3.5 劲性材料对微型桩抗拔性能的影响

3.5.1 劲性材料对桩身的影响

3.2.3 劲性材料对承载力的影响

3.6 小结

第4章 劲性微型桩单桩抗拔性能的数值模拟

4.1 FLAC3D程序简介

4.1.1 FLAC3D计算原理

4.1.2 FLAC3D的功能和特征

4.2 模型选择

4.2.1 土体模型的建立

4.2.2 注浆土体模型的建立

4.2.3 桩体模型的建立

4.3 模型建立及基本假定

4.4 劲性微型桩抗拔性能影响因素分析

4.4.1 劲性材料对桩的抗拔性能的影响

4.4.2 劲性材料对桩身变形的影响

4.4.3 桩长对桩的抗拔性能的影响

4.4.4 注浆土体对劲性微型桩的抗拔性能的影响

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况