自平衡法樁土荷載傳遞機理及承載特性研究.pdf

1、在樁基礎的設計中,單樁承載力的確定是至關重要的一個環(huán)節(jié),實際工程中確定單樁承載力的方法有:靜載荷試驗、動力檢測和動靜結合檢測。傳統(tǒng)的基樁靜載荷試驗有堆載法和錨樁法兩種,長久以來這兩種方法被工程界廣泛采用,但是其缺點也顯而易見:堆載法需要架設龐大的堆載平臺,并且必須解決幾百噸甚至上千噸的荷載來源、堆放及運輸問題,錨樁法則需設置多根錨樁及反力大梁,不僅所需費用昂貴,時間較長,而且易受噸位和場地條件的限制。與傳統(tǒng)的靜載荷試驗相比,自平衡鋇4試

2、方法具有技術先進、測試自動化、省時、省力、安全可靠、不受場地條件限制等突出的優(yōu)點。自平衡試樁法是一種新興的單樁承載力測試技術,國內外的許多研究都表明自平衡測試在實際工程中可取代傳統(tǒng)靜載荷試驗,得到基樁承載力的可靠數(shù)據(jù),并且對其承載力進行判斷與指導樁基礎的科學、合理設計。
　　 自平衡試驗法目前已經在國內得到應用,也積累了一定的經驗,但如何利用這一方法很好地確定樁的承載力也尚需積累較多的試驗工作,并進行很好地理論分析。在自平衡法的

3、實際應用過程中經常會遇到各種各樣的問題,而且不同的樁基礎施工因素都會其測試結果產生較大的影響。主要表現(xiàn)在以下幾方面:上、下兩段樁的承載平衡點確定問題;承載力的確定問題(包括自平衡試樁等效轉換問題);自平衡法用于工程樁的問題;施工因素對測試結果的影響問題。因此自平衡現(xiàn)場測試的研究就顯的非常有必要,它對于自平衡方法在國內的理論研究和實踐積累都有著極為重要的作用。
　　 本文結合天水市經濟開發(fā)區(qū)一號大橋工程基樁自平衡測試,詳細介紹了自

4、平衡試驗法的測試原理及具體試驗方法,探討了自平衡法荷載箱埋設位置、自平衡測試結果的等效轉換及自平衡法與傳統(tǒng)靜載法在荷載傳遞機理上的不同,并且進行了有限元數(shù)值模擬,對實測、理論及等效轉換數(shù)據(jù)進行了對比分析。本文的研究內容與主要結論如下:
　　 (1)本文詳細的歸納了自平衡測試的基本原理、試驗方法、主要的試驗裝置以及自平衡測試中荷載箱的埋設位置。研究了自平衡法中上、下段樁的荷載傳遞機理,并與傳統(tǒng)靜載荷試驗的荷載傳遞機理進行了對比分析

5、。
　　 (2)對3根基樁現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行整理和分析的基礎上,得到了試樁上、下段的Q～s曲線,樁身軸力圖、樁側摩阻力沿深度的分布圖。通過分析這3根基樁的自平衡試驗數(shù)據(jù)表明,在2倍的設計荷載作用下,上、下段樁變形都較小,Q～s曲線比較平緩,轉換后的Q～s曲線也平緩并無轉折段,說明其承載力存在一定的富余,校核了每根樁的承載力特征值。
　　 (3)通過分析3根基樁的應力測試數(shù)據(jù),得到樁身軸力,再將其換算為樁側阻力,得到了樁側各

6、土層的樁側摩阻力及樁端阻力,發(fā)現(xiàn)這3根基樁沿樁身的分段平均側摩阻力及樁端阻力尚未充分發(fā)揮,存在一定的富余。
　　 (4)在現(xiàn)場試驗的基礎上選取基樁S2,進行了自平衡測試及樁頂加載兩種加載模式下承載特性的有限元數(shù)值模擬。通過對所得數(shù)據(jù)的分析與對比,進一步驗證了自平衡試樁法的可靠性及轉換方法的準確性。
　　 (5)結合本次現(xiàn)場試驗,對自平衡測試的整個測試過程進行了詳細的論述,總結了現(xiàn)場試驗實施過程中的關鍵點。論文中對實測數(shù)據(jù)