自平衡法樁土荷載傳遞機(jī)理及承載特性研究.pdf

1、在樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中,單樁承載力的確定是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)際工程中確定單樁承載力的方法有:靜載荷試驗(yàn)、動(dòng)力檢測和動(dòng)靜結(jié)合檢測。傳統(tǒng)的基樁靜載荷試驗(yàn)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(diǎn)也顯而易見:堆載法需要架設(shè)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(yùn)輸問題,錨樁法則需設(shè)置多根錨樁及反力大梁,不僅所需費(fèi)用昂貴,時(shí)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(yàn)相比,自平衡鋇4試

2、方法具有技術(shù)先進(jìn)、測試自動(dòng)化、省時(shí)、省力、安全可靠、不受場地條件限制等突出的優(yōu)點(diǎn)。自平衡試樁法是一種新興的單樁承載力測試技術(shù),國內(nèi)外的許多研究都表明自平衡測試在實(shí)際工程中可取代傳統(tǒng)靜載荷試驗(yàn),得到基樁承載力的可靠數(shù)據(jù),并且對其承載力進(jìn)行判斷與指導(dǎo)樁基礎(chǔ)的科學(xué)、合理設(shè)計(jì)。
　　 自平衡試驗(yàn)法目前已經(jīng)在國內(nèi)得到應(yīng)用,也積累了一定的經(jīng)驗(yàn),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(yàn)工作,并進(jìn)行很好地理論分析。在自平衡法的

3、實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常會遇到各種各樣的問題,而且不同的樁基礎(chǔ)施工因素都會其測試結(jié)果產(chǎn)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(diǎn)確定問題;承載力的確定問題(包括自平衡試樁等效轉(zhuǎn)換問題);自平衡法用于工程樁的問題;施工因素對測試結(jié)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(nèi)的理論研究和實(shí)踐積累都有著極為重要的作用。
　　 本文結(jié)合天水市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)一號大橋工程基樁自平衡測試,詳細(xì)介紹了自

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

5、。
　　 (2)對3根基樁現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析的基礎(chǔ)上,得到了試樁上、下段的Q～s曲線,樁身軸力圖、樁側(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)表明,在2倍的設(shè)計(jì)荷載作用下,上、下段樁變形都較小,Q～s曲線比較平緩,轉(zhuǎn)換后的Q～s曲線也平緩并無轉(zhuǎn)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(yīng)力測試數(shù)據(jù),得到樁身軸力,再將其換算為樁側(cè)阻力,得到了樁側(cè)各

6、土層的樁側(cè)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(cè)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(yàn)的基礎(chǔ)上選取基樁S2,進(jìn)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(jìn)一步驗(yàn)證了自平衡試樁法的可靠性及轉(zhuǎn)換方法的準(zhǔn)確性。
　　 (5)結(jié)合本次現(xiàn)場試驗(yàn),對自平衡測試的整個(gè)測試過程進(jìn)行了詳細(xì)的論述,總結(jié)了現(xiàn)場試驗(yàn)實(shí)施過程中的關(guān)鍵點(diǎn)。論文中對實(shí)測數(shù)據(jù)