負(fù)摩阻力以及樁底沉渣對(duì)旋挖樁性能的影響研究.pdf

1、隨著基礎(chǔ)建設(shè)以及大體量建筑工程的增多以及今后工程建設(shè)走出國(guó)門，工程建設(shè)將會(huì)遇到更多的地質(zhì)環(huán)境，這意味著基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)與施工將會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的挑戰(zhàn)。而其中的鉆孔灌注樁由于具有適用范圍廣，機(jī)械化作業(yè)，施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)被工程技術(shù)人員廣泛使用。但是，樁基礎(chǔ)一般都會(huì)埋置于土層之中與樁周土層一起發(fā)揮作用，所以樁基礎(chǔ)往往具有十分復(fù)雜的力學(xué)性能，其力學(xué)性能往往會(huì)受到地質(zhì)條件以及施工工藝的影響，例如樁周土體在自身固結(jié)沉降以及樁周施工堆載情況下出現(xiàn)負(fù)摩阻力的情況

2、，又例如在樁基的施工過(guò)程中，會(huì)伴隨著沉渣的產(chǎn)生，當(dāng)沉渣的厚度超過(guò)一定的數(shù)值，就會(huì)對(duì)樁基的承載特性產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到建筑物的安全。因此，基于工程建設(shè)與使用的需要，不斷完善和深入樁基的理論研究具有十分重要的意義。本文考慮到目前專門針對(duì)沉渣缺陷樁負(fù)摩阻力效應(yīng)的相關(guān)綜合研究并未展開，在這種背景之下，本文選擇具有樁端沉渣的缺陷樁并綜合負(fù)摩阻力效應(yīng)來(lái)進(jìn)行綜合研究與分析，以期為工程建設(shè)提供些許的指導(dǎo)和幫助。
　　以此前大量學(xué)者對(duì)

3、于樁土接觸的荷載傳遞法以及傳遞函數(shù)的相關(guān)理論分析和研究為基礎(chǔ)，本文引入樁周土沉降假定曲線來(lái)對(duì)具有樁端沉渣的缺陷樁進(jìn)行了負(fù)摩阻力力學(xué)模型的建立，并推導(dǎo)出了完整的沉渣缺陷樁負(fù)摩阻力計(jì)算的解析解。這一方面主要做了以下三個(gè)方面的工作：
　　①本文針對(duì)具有樁端沉渣的缺陷樁，在采用荷載傳遞法計(jì)算時(shí)，考慮到沉渣在一定大小的荷載作用下，將會(huì)產(chǎn)生壓實(shí)、彈性、塑性三個(gè)階段的變化，引入了三折線的三階段計(jì)算模型，并引入樁周土沉降曲線來(lái)衡量樁土接觸位置的相

4、對(duì)位移來(lái)建立產(chǎn)生負(fù)摩阻力的力學(xué)模型。按照此前學(xué)者的大量研究，本文選取樁周土和樁端土雙折線模型可以很好的求解出所需的完整解析解，通過(guò)解析解可以求得負(fù)摩阻力效應(yīng)下任何階段的樁身軸力、樁身下拉力、樁頂沉降、中性點(diǎn)位置等需要計(jì)算的力學(xué)指標(biāo)。
　　②為了更好地采用雙折線硬化傳遞函數(shù)模型來(lái)計(jì)算沉渣缺陷樁負(fù)摩阻力受力的全過(guò)程，并且對(duì)沉渣缺陷樁負(fù)摩阻力傳遞機(jī)理的定性理解提供更多幫助。本文用微軟開發(fā)的Visual Studio可視化編程軟件程序包中

5、的Visual C++開發(fā)出所需要的計(jì)算軟件。
　　③通過(guò)對(duì)課題組此前室內(nèi)的樁端刺入模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，得到了解析解計(jì)算所需要的相關(guān)參數(shù)，通過(guò)解析解的計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者有很好的吻合性，說(shuō)明建立的力學(xué)模型、解析解以及所開發(fā)計(jì)算軟件的正確性。
　?、芡ㄟ^(guò)改變解析解中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，可以很好的定性分析相關(guān)參數(shù)對(duì)樁性能產(chǎn)生的影響，本文就針對(duì)樁端壓縮剛度比以及樁頂荷載的影響進(jìn)行了探討。
　　此

6、外，在推導(dǎo)沉渣缺陷樁負(fù)摩阻力計(jì)算解析解以及進(jìn)行相關(guān)定性分析后，考慮到可以使分析結(jié)論定量化但因?yàn)橄嚓P(guān)條件不成熟，所以本文考慮結(jié)合規(guī)范的相關(guān)思路提出了 lagrange插值法進(jìn)行量化的一種思路，以求為今后更加深入全面的相關(guān)問(wèn)題定量化提供基礎(chǔ)。所以本文還結(jié)合此前課題組關(guān)于沉渣缺陷樁的大量模擬計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行了定量化，得到相關(guān)的修正系數(shù)表。這為以后沉渣缺陷樁的極限承載力、樁側(cè)極限摩阻力、樁頂沉降、以及負(fù)摩阻力影響下的下拉力、中性點(diǎn)位置等提供了進(jìn)行定

7、量化的思路。相信隨著今后課題研究的不斷跟進(jìn)和相關(guān)工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)的累積，以后終將會(huì)得到更加適用的定量計(jì)算公式以及廣泛、適用、全面的修正系數(shù)表。
　　最后，考慮到目前對(duì)于即分析樁底沉渣又同時(shí)考慮負(fù)摩阻力效應(yīng)的綜合定性分析并沒(méi)有充分展開，大多研究?jī)烧叨际欠蛛x開來(lái)，并沒(méi)有確切的試驗(yàn)研究以及數(shù)值計(jì)算數(shù)據(jù)，這導(dǎo)致今后深一步豐富沉渣缺陷樁的相關(guān)理論以及相關(guān)參數(shù)的定量化、規(guī)范化無(wú)法進(jìn)行。所以本文最后通過(guò)ABAQUS有限元軟件針對(duì)深厚填土地區(qū)的沉渣缺