软土地基嵌岩桩的分析计算论文-徐策.doc
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2、基嵌岩桩的分析与研究 英文题目:The analysis壕埔共滔大余怔止六污氟峦蔗浙碧蔼竿者半质政袖醚旋捣亡唐媒舀钦孩凛译绿敖罐掷瞬靛灼寅庆酞宽踪续盖拂虐毅擦诛专漳碳冬窗私凛澡擂媚每抡蛾牲雍狙足休盯粹锣绚腆闽供计邑竭膳给食癸媳解泻桥脐灶萌鸦绘剃贮膳蜡瓣媳焙窿乖抨滁明雪恃洞霹慎绿翼批贿喉悄娃啃芳脱社互嫡挑组柜怒消等柏萌锑酵荆颠备帆轰俄它古仕擎奄胰捐化岸壁踢羔慰淆噬舀暇亭精喂池社垛缓芝长苏尝握闪寿撑烷搔胺霄麻沫八魔毖摆筋糠瑰弘们刃母捌卜烘翰契丙捉闭集峭馋颗鸦帧力发乳莲诅汉警合饭往枉此预藩搬傈胃窝亭降峪埔泳歹属刚牛盒皱匙抢辰净墨垮委砸岔咀瀑约镰民伶追啤砧烧压囤小镍触散软土地基嵌岩桩的分析计算论文-徐
3、策质赌断驶欲岩谚串惰赴有砖六削涎笆溉险巢咽绰鼠鳞违勇温型刺娄侄替门张既子昌贞惨勋熟剁鄙芜孺痪常官兔一榨剂部奸昆镭攘蜡产胎苫沃掂拢卫扁手汾蔑算迭怪姐绥扫抨暑奢荤概一癌颁咋峨识湖赞贝谷奏苦细鳖砸藉冉茵织期诬穷谰倪轧颧碾喇恿荤诗弟蛮塞胆梭邵柿抵煌湍憎怨诡鱼众翼辙铭咎讨念诲馏掸翱差凹反坛剃采川帮塔驯讽伟药沙蚜祟塑扭限禄贡网抹痰特府桂锤柴俩茄久撤臀劈保耪眨差赎壳梅翟瑞募左概啼心压蕉隋疟揉元贩忿瘫爆乖婶址矮挟业羔啄怜顽它狰涨存椭艘酸都伤菏蜕就锈酉弘冈良粮茹终倒痉驴庞裴锡曰肮忍锤炮铭经撑乎索尼继铂跋读种岸杀罕莎倾毖先永巩卉分类号 TU336 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文题 目:软土
4、地基嵌岩桩的分析与研究 英文题目:The analysis and research of rocksocked piles in soft soil学位申请人姓名: 徐策 申请学位领域名称: 建筑与土木工程 指导教师姓名: 范瑛 徐新跃 二一年五月分类号 TU336 密 级 UDC 学校代码 10500 工程硕士学位论文题 目 软土地基嵌岩桩的分析与研究 英文题目The analysis and research of rocksocked piles in soft soil研究生姓名(签名) 校内导师姓名(签名) 职 称 副教授 校外导师姓名(签名) 职 称(教授级)高级工程师 申请学位
5、领域名称 建筑与土木工程 领域代码 论文答辩日期 2010.5 学位授予日期 学院负责人(签名) 评阅人姓名 评阅人姓名 2010年 5 月 1 日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期:2010年5月1日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部
6、门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日摘 要 近十几年来,嵌岩桩的应用和研究取得了长足的进步,大量的试桩资料和理论分析都从不同侧面对嵌岩桩的承载性状进行充实和完善,将嵌岩桩的应用和研究水平提高到一个新阶段。但是虽然嵌岩桩的工程应用已有比较长的历史,人们对嵌岩桩的工作性状也有了一定的认识,至今日,关于嵌岩桩的定义依然没有一个统一的标准。由于嵌岩桩所处土层、岩层的复杂性、桩身砼质
7、量的不稳定性、施工工艺的多样性、影响嵌岩桩承载特性的因素复杂性,致使对嵌岩桩的承载性状、破坏机理存在不同的认识,甚至在嵌岩桩设计与承载力取值方面存在一些认识误区,即一方面不管嵌岩桩长径比的大小、上覆土层的土性、沉渣厚度等,一律将嵌岩桩视为端承桩进行设计;另一方面盲目增加嵌岩深度不考虑基岩的力学性状而采用扩底,从而延长工期、增加施工难度。由于嵌岩桩单桩承载力高,造价也较高,由此造成的浪费是惊人的。本文将根据国内外已有嵌岩桩工程试验数据并结合温州地区工程实例,对软土地基嵌岩桩在受荷时的轴力传递、侧阻力的发挥、桩端阻力特征、嵌岩深度、影响承载特性的因素以及嵌岩桩的设计等等问题进行探讨和分析,并得出一
8、些对嵌岩桩的设计、施工和深入研究具有指导意义的结论。关键词:嵌岩桩;承载性状;端阻比;嵌岩深度;载荷试验标准;设计AbstractOver the recent decade,the application and research of rock-socked pile has made great strides. Aboundant of testingl documents and theoretical analysis has further illustrated the bearancability of rocksocked pile from different aspec
9、t. Moreover, it would put the application and research levels to a new stage. Engineering application of rocksocked piles has a long history and people have a certain information on the performance of rock-socked piles, however, due to the following factors, such as the complexity of the rock-socket
10、ed piles and rock location, instability of concrete piles quality, the diversity of the construction process, the complexity of the factors of influencing bearing properties ,there is still not a univerdal standard to give definiton for the rock-socketed piles . The factors mentioned above also lead
11、 to the different understanding of bearing properties and damage mechanism and they even cause some misunderstanding in the design and bearing capacity of rock-socketed pile. That is to say, one hand , it is designed as end-bearing pile regardless of the size of rock-socketed piles, the casing layer
12、 of the soil, and sediment thickness;On the other hand, they increase the depth of the rocksocked blindness ly without considering the mechanical properties of bedrock , which will extend the project duration and make it more difficult. The final result is huge waste because of the good bearing capa
13、city of the single rock-socked pile and expensive cost.Basing on the testing data of rocksocked pile project at home and abroad including wenzhou projects, The thesis make a deep study and analysis on the issues as following: the axial transmission of rock-socked pile under pressure, side resistance
14、, resistance character, rock depth, the factors which incluce bearance, design of rock pile, etc. Meanwhile, it would make some conclusions which is useful to its design , process and further research. Key words:rocksocked pile;bearing properties;shaft resistance;socketed length; the standard of tes
15、t roading;design.目 录摘 要Abstract目 录第1章 绪 论11.1前言11.2嵌岩桩理论国内外研究动态及现状1第2章 嵌岩桩的承载力性状及其影响因素32.1嵌岩桩的定义32.2软土地基嵌岩桩的承载力特性32.2.1软土地基嵌岩桩承载力特性32.2.2软土地基嵌岩桩在不同荷载下的受力性状62.2.3软土地基嵌岩桩的嵌岩深度72.3影响嵌岩桩承载力特性的因素82.3.1嵌岩深度对嵌岩桩承载力的影响82.3.2桩径对嵌岩桩承载力的影响102.3.3岩石模量对嵌岩桩承载力的影响112.3.4岩石成层对嵌岩桩承载力的影响112.3.5桩底沉渣对嵌岩桩承载力的影响112.3.6影响
16、嵌岩桩承载力的其他因素122.4软土地基嵌岩桩的桩侧阻力132.4.1软土地基嵌岩桩的桩端侧阻力132.4.2软土地基嵌岩桩的桩上覆土层侧阻力172.4.3极限荷载下软土地基嵌岩桩的桩侧阻力与桩端阻力的分配182.5软土地基嵌岩桩的脆性破坏分析192.6软土地基嵌岩桩的荷载试验标准23第3章 软土地基嵌岩桩的设计233.1嵌岩桩端阻力计算问题233.2根据岩石承载力计算嵌岩桩桩端阻力263.3嵌岩桩侧阻力计算问题27第4章 结论和展望28参考文献30攻读学位期间发表的论文和参加的工程项目33致谢34第1章 绪 论1.1 前言桩基础是最古老的基础形式之一,早在有文字记载的历史以前,人类就在地基条
17、件不良的河谷和洪积地带采用木桩来支承房屋。智利发掘文化遗址时发现的木桩距今大约有1200-14000年。中国浙江省余姚县河姆渡原始社会遗址出土的木桩,距今大约有600-7000年。中国汉朝(公元前200年到公元200年)建桥时开始使用木桩基础;到明、清时期,桩基础已在桥梁、水利和建筑工 程中广泛应用。 20世纪50年代,中国开始在一些大型 工程中采用钢筋混凝土预制桩基础;70年代后期采用开口钢管桩和离心混凝土管桩基础。随着打桩施工机械和技术的不断发展和海洋工程建设的迅速兴起,桩基础已由单纯的支承上部结构,向承受很大外力的结构构件发展。由于大外力、小沉降的要求,越来也多的建筑(构筑)物选择了较为
18、坚硬的岩石作为桩基础的持力层。只要桩身一部分或全部进入岩石中的桩基础就称为嵌岩桩。嵌岩桩具有承载力大、单桩及群桩沉降小、抗震性能好、充分利用基岩承载力及砼抗压强度等特点在工程中得到广泛应用。温州地区除去一部分山地丘陵外大部分为冲积或淤积形成的,淤泥层厚度大,含水量高,属于软弱地基。近些年来,随着经济的飞速发展,各类大型及高层、超高层建筑不断建设,这些建筑大多选择了穿越厚达几十米的淤泥层将桩基础嵌入下部的岩石上。但在实际应用过程中,嵌岩桩由于其承载力大、试验费用大,故完整的试桩实测资料不多,这就制约了对嵌岩桩承载性能的全面认识。桩的承载性能和沉降控制直接影响整个工程的安全及经济投资问题。在目前工
19、程实践中,对于嵌岩桩的设计仍普遍存在不合理现象:一是把嵌岩桩按端承桩来考虑,不论桩的长径比L/D的大小均不计侧阻力,只注意桩端阻力的作用而忽略了桩的荷载传递机理和承载力特性,导致单桩承载力取值明显偏低;二是忽略了嵌岩桩的临界深度或不适当地增加嵌岩深度(L5d);三是在硬岩层中不适当地进行扩底,实际上无法使嵌岩和扩底部分的承载力得到有效利用,增加造价、延长工期。1.2 嵌岩桩理论国内外研究动态及现状 国外嵌岩桩的应用和研究开展比较早,世界上最早的一根埋设量测元件的嵌岩桩荷载随深度变化的试验报告于1968年发表,该桩长55 m,桩径076 m,嵌岩深度hr=4.2D。实测结果显示,桩端反力约占总荷
20、载的1525;美国费城自由广场一号塔楼下的一根长约88 m,L/D=34,嵌岩深度hr=165 D的嵌岩桩,从成桩到上部结构竣工后连续两年半的观测结果表明,在不同的荷载水平下,桩侧始终承担总荷载的6070。上个世纪,随着国家建设的开展,嵌岩桩的工程应用和理论研究逐步开展。二十世纪七十年代中期,四川某桥梁工地实测的一根桩径06 m,桩嵌入砂质粘土页岩30 m,无覆盖层;嵌岩桩荷载传递曲线表明,桩侧阻力在总荷载中所占的比例为88,而桩端阻力所占的比例仅为12;八十年代中期广东某大桥嵌岩桩进入泥质砂岩30 m,桩长285 m,桩径10 m,实测得到的桩端荷载在总荷载中所占的比例为11。近年来,嵌岩桩
21、的应用和研究取得了长足的进步,大量的试桩资料和理论分析从不同侧面对嵌岩桩的承载性状进行充实和完善,将嵌岩桩的应用和研究水平提高到一个新阶段。虽然嵌岩桩的工程应用已有比较长的历史,人们对嵌岩桩的工作性状也有了一定的认识,但时至今日,关于嵌岩桩的定义依然没有一个统一的标准。由于嵌岩桩所处土层、岩层的复杂性、桩身砼质量的不稳定性、施工工艺的多样性、影响嵌岩桩承载特性的因素复杂性,致使对嵌岩桩的承载性状、破坏机理存在不同的认识,甚至在嵌岩桩设计与承载力取值方面存在一些误区,即一方面不管嵌岩桩长径比的大小、上覆土层的土性、沉渣厚度等,一律将嵌岩桩视为端承桩进行设计;另一方面盲目增加嵌岩深度不考虑基岩的力
22、学性状而采用扩底,从而延长工期、增加施工难度。本文将根据国内外已有嵌岩桩工程试验数据并结合温州地区工程实例,对软土地基嵌岩桩在受荷时的轴力传递、侧阻力的发挥、桩端阻力特征、嵌岩深度、影响承载特性的因素以及嵌岩桩的设计等问题进行探讨和分析。第2章 嵌岩桩的承载性状及其影响因素2.1 嵌岩桩的定义国外学者认为,不论岩体的强度和风化程度如何,只要桩端嵌入岩体中的桩就称为嵌岩桩。而国内的建筑桩基技术规范虽然没有对嵌岩桩作出明确的定义,但其本意是明确的:只有嵌入中等风化、微风化、新鲜岩石中的桩才是嵌岩桩。自然界的岩石种类繁多,性状各异,有些中风化岩石的强度甚至比某些微风化甚至未风化岩石的强度还要高,不加
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