结合重庆地质条件嵌岩桩承载力和构造分析.pdf

摘要由于桩能将上部结构的荷载传到深层稳定的土层中,大大减少基础的沉降和建筑的不均匀沉降,所以桩基在民用建筑、高层建筑、重型厂房、桥梁等工程中被大量采用。重庆地区岩石埋藏浅,岩石是建筑物主要地基持力层,以岩石为持力层的嵌岩桩基础是主要的基础形式。近几年通过工程技术人员的工程实践,已积累了大量试验资料,在嵌岩桩受力模式及计算方法方面取得了一定的研究成果。岩土工程的具有很强的地域性,规范中涉及到有关以岩石为持力层的嵌岩桩基础设计内容还较少,因此结合重庆地质条件对嵌岩桩的承载力和构造进行分析很有意义。本文通过对重庆地区地质条件进行调查,借助有限元软件在数值分析、解析分析、原位试验的基础上对重庆地区常用的圆桩的竖向承载力进行分析,在国标和地标的基础上对规范方法进行了修正并提出了建议;对穿越不同强度岩层时的圆桩竖向承载力进行解析分析,通过考虑上层岩石的侧阻作用,对国标桩基计算方法和重庆地标计算方法进行对比分析,对重庆地标的计算方法提出了修正建议;借助有限元软件,通过建立三维模型分析矩形桩在不同岩性时假想压力扩散角大小,与原位试验结果进行对比分析,验证了重庆地标计算方法假设的合理性,并提出了修正建议。此外,还对重庆地区常用的异形桩的竖向承载力进行分析探讨,提出了相关的计算方法并对人工挖孔桩的护壁计算方法进行了探讨。关键词:嵌岩桩;数值分析;竖向承载力;护壁计算
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第一章绪论研究的背景和问题的提出桩基础在人类历史上的应用和发展已经有一万多年的历史,从人类有记载历史至世纪中、末期,主要桩型为木桩。最早的木桩发现于智利蒙特维尔德附近的杉树林,经过放射性舛ǚ⑾志嘟裼年的历史。随着人类历史的进步和发展,桩的材料从最初的木桩发展到现在的钢桩、混凝土桩、水泥土桩等,同时桩型、桩的施工工艺等也发展了很大的变化。桩基础在我国具有悠久的历史,但是在我国真正大规模开发应用是在改革开放后的近几十年,我国幅员辽阔,各地的地质条件不同,而桩基础的应用须与各地的地质条件相适应,在我国科技工作者的努力下,桩基础在最近几十年得到了很好很快的发展,并且形成了适合中国国情的桩基础体系。重庆地区出露地层多为侏罗系沙溪庙组砂、泥岩互层,而下伏的岩层主要是泥岩和砂岩,其独特的地质条件让嵌岩桩得到了广泛的应用。嵌岩桩是指桩端潜入中风化或微风化基岩内一定深度的冲、钻挖孔灌注桩。由于嵌岩桩具有单桩承载力高,群桩效应小,建筑物沉降收敛快等特点,受到国多程界的大力推广和应用。但因嵌岩桩的受力模式及受力机理认识不清,及存在不同的执行规范,其设计方法、参数取值、检测标准不一,导致设计人员在设计时往往多采用保守态度,继而造成经济上的浪费。过去普遍认为嵌岩桩由于沉降小,桩侧摩阻力很难发挥出来,因此设计时多按端承桩进行考虑,到了世纪年代,有学者提出了嵌岩桩极限承载力是由嵌岩段以上覆盖层的侧阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力组成,后来这一观点很快得到了学术界的普遍认可。近几年通过工程技术人员的工程实践,已积累了大量试验资料,在嵌岩桩受力模式及计算方法方面取得了一定的研究成果。重庆地区岩石埋藏浅,岩石是建筑物主要地基持力层,以岩石为持力层的嵌岩桩基础是主要的基础形式。经过二十多年的研究和工程应用,现今积累的各种形状、不同工艺以及不同地形条件下的嵌岩桩基础工程应用经验和试验资料为编制重庆市桩基规范创造了有利条件。重庆市《建筑地基基础规范》.韵录虺频乇提出的嵌岩桩承载力计算方法改变了国标堆易性亓ζǖ偷木置妫∩杓萍施工验收方面内容尚不够系统。国家《建筑桩基技术规范》,吸纳了近十余年具有科学实用价值第~章绪论
嵌岩桩桩基础的研究现状的全深度一变深度剪切弹簧模型,并据此用数学方法推导了荷载—沉降曲线方程。体的和桩一土附着力存在着异步发挥现象。和社会经济效益的研究成果基础,较全面地体现了桩基设计施工的安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境的指导思想。其中嵌岩桩承载力较规范有较大幅度提高,也明显高于地标的计算结果。但是国标涉及以岩石为持力层的嵌岩桩基础设计和施工验收等部分内容少,桩基础承载力和浅基础承载力之间存在不合理的突变现象,也仅提供圆桩承载力计算方法;另外,其嵌岩桩承载力计算公式主要依据是室内小构件模型试验和有限元分析结果,并不能完全反映重庆地区特有的山区岩石地基嵌岩桩的受力特征。因此,利用重庆积累的大量试验资料和工程经验,结合重庆地质条件对嵌岩桩的承载力和构造分析进行研究,一方面可补充国标有关嵌岩桩部分内容,另一方面可更好的指导重庆地区工程技术人员桩基础设计和施工。.谘芯肯肿随着嵌岩桩的广泛应用,有关嵌岩桩的理论也越来越受到理论界和工程界的重视,国内对嵌岩桩的研究大致可分为两大类:嵌岩桩在不同地质条件下受