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大直径深长摩擦桩承载特性研究
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摘要
受桥梁上部结构特性、荷载及水文地质条件等各种因素的影响,大跨度桥梁越来越多,为提高桥梁基础的承载力,桩基础的直径和长度亦不断增大,出现了大量的大直径深长摩擦桩。现行规范仍采用经验公式来计算大直径深长摩擦桩的竖向承载力,公式不仅保守而且不符合大直径深长摩擦桩的承载变形机理,理论和实际之间存在矛盾。单桩竖向容许承载力尽管考虑了设计荷载的安全系数,但没有相应的桩沉降量控制标准,使单桩承载力与桩、土体系的变形互不联系,不能预计因桩基沉降将给上部结构所带来的影响,造成竣工以后结构物出现大量病害。本文对大直径深长摩擦桩的承载特性进行研究,提出一种能较精确地确定桩基沉降量并由沉降量控制承载力的方法。
     论文在大量调研分析的基础上,结合静载试验成果、仿真分析及理论计算,系统研究大直径深长摩擦桩的承载特性,提出P-S曲线确定桩基承载力的简便方法,分析了该方法对深长桩的工程适用性等问题,形成了大直径深长桩P-S曲线确定承载力的系统方法。论文成果为大直径深长摩擦桩基础提供可靠的设计理论与计算方法,使桩基承载力设计更安全、更经济,并预计桩基沉降对上部结构的影响,以合理设计上部结构或采取一定的构造措施,保证结构物的正常使用。论文研究成果将为现行《公路桥涵地基与基础设计规范》的进一步完善奠定理论基础,具有一定的理论意义和工程实用价值。
Because of the influence of factors such as the bridge superstructure, load and hydro geological conditions, more and more long-span bridges have been appeared. The diameter and length of the pile has been increased to improve the bearing capacity of the bridge’s foundation. So a large number of large-diameter long friction piles have been applied to engineering. An empirical formula has been used to calculate the vertical bearing capacity of large-diameter long friction piles in the current code. But this empirical formula is conservative and cannot reflect the mechanism of load-bearing and deformation for large-diameter long friction piles, that has led to contradictions of the theory and the reality. Although design load safety factor has been considered in the calculation of allowable pile vertical bearing capacity, yet control standard of the single-pile settlement have not been mentioned. So pile-soil deformation calculation and vertical bearing capacity of pile have not contacted each other, that has led to cannot forecast the influences of single-pile settlement on upper structures. The disease would have appeared at some structure after completion. This paper analyzes the bearing properties of large-diameter long friction piles and presents a method of accurate calculation for single-pile settlement, by which determinates of vertical bearing capacity of large-diameter long friction piles is determinated.
     After well studying and analyzing, a systematic study of the bearing properties of large-diameter long friction piles has been made through the static load test result, simulation analysis as well as theoretical calculation. And a kind calculation method that vertical bearing capacity of pile foundation can be determinated according to P S curve is put forward. The validity of all the above methods on the real projects is also compared and analyzed and a method system of calculating vertical bearing capacity of pile foundation through P S curve has been formed. Major results of this thesis provide the design theory and calculation means for large-diameter long friction piles. This makes the pile foundation design more and more economical and secure. Meanwhile, we can forecast the influences which the settlement of pile to upper structures and provide reasonable design or structural measures for upper structures to guarantee Structure’s normal using requirement. Not only could the research be provided to lay a theoretical foundation for the perfection of Design of Ground Base and Foundation of Highway Bridges and Culverts, but also gives important theoretical meaning and practical value.
引文
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