黏性土中打入樁豎向受荷特性及承載力計(jì)算方法評價(jià).pdf

1、樁基礎(chǔ)作為重要的基礎(chǔ)形式之一，廣泛應(yīng)用于大型跨江海橋梁、風(fēng)力渦輪機(jī)、港口和近海工程結(jié)構(gòu)物等。這類大直徑長樁主要采用打入法施工，然而由于費(fèi)用，設(shè)備，工期和場地條件等限制，樁的靜載試驗(yàn)往往難以進(jìn)行或未能達(dá)到極限破壞，導(dǎo)致無法確定極限承載力。因此，如何選擇一種完善的理論或方法準(zhǔn)確估算打入樁的豎向承載力是巖土工程中重要的研究課題。傳統(tǒng)的樁基設(shè)計(jì)方法主要為經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)法，其預(yù)測精度往往低于工程設(shè)計(jì)者的期望。關(guān)于樁的極限承載力的確定，迄今為止還沒有

2、一種廣為接受而又十分可靠的設(shè)計(jì)方法或理論。
　　本研究基于黏土的基本特性，研究了打入樁的受荷特性、承載力計(jì)算方法及高質(zhì)量現(xiàn)場試驗(yàn)校核。目前研究黏土中樁受荷特性的主要理論方法有有限元法，柱孔擴(kuò)張理論和應(yīng)交路徑法，其中有限元法可以模擬打樁過程中的樁土相互作用，能夠較好地估算和預(yù)測樁基承載特性。為了進(jìn)一步深入了解樁-土共同作用機(jī)理以及克服原有經(jīng)驗(yàn)方法缺乏廣泛適用性，可以通過開展安裝有測量元件的打入樁現(xiàn)場試驗(yàn)，并獲得樁土共同作用下應(yīng)力場的

3、分布規(guī)律。
　　近年來，基于靜載試樁實(shí)測資料，國外一些研究團(tuán)隊(duì)分別建立了黏土中打入樁豎向承載力計(jì)算方法。但由于采用的數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)參差不齊，所建立的設(shè)計(jì)方法的可靠性也不盡相同，這導(dǎo)致這些樁基設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于新的樁基實(shí)例校核時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。為了客觀地對各設(shè)計(jì)方法進(jìn)行可靠性評價(jià)，亟需建立具有廣泛代表性并采用統(tǒng)一質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)庫?；谏鲜瞿康?，本文建立了一個(gè)浙江大學(xué)(ZJU)-英國帝國理工學(xué)院(ICL)黏土(Clay)數(shù)據(jù)庫，總共

4、包含70根打入樁的靜載試驗(yàn)，主要來源于文獻(xiàn)，工程項(xiàng)目以及國際上其他研究團(tuán)隊(duì)。本文考慮了10種國際上常用的設(shè)計(jì)方法，并采用建立的數(shù)據(jù)庫，對這些方法進(jìn)行了客觀性評價(jià)，并通過統(tǒng)計(jì)學(xué)中的均值和變異系數(shù)進(jìn)行表征。通過數(shù)據(jù)庫的分析，本文還考慮了時(shí)間效應(yīng)對樁基承載力的影響。
　　有限元數(shù)值模擬作為計(jì)算打入樁承載特性的一種有效手段，在工程實(shí)踐中應(yīng)用廣泛?；趹?yīng)用有限元通用分析軟件ABAQUS，考慮耦合的歐拉-拉格朗日(CEL)技術(shù)能較好地解決打樁