大直径桩竖向荷载传递理论分析

《大直径桩竖向荷载传递理论分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1章绪论1．1大直径桩按尺寸的分类及其特点桩是一种埋入土中、截面尺寸比其长度小得多的细长构件，是地基岩土的增强体。桩基就是把桩和桩周岩土连成一体的地基。桩是增强体，而岩土就是基体，研究表明桩的承载性状在很多方面与其几何尺寸(桩直径、桩长)有关。对桩按直径进行分类，各国(地区)和各专业的分类标准不尽相同，主要施工习惯及桩型承载性状等不同而区分IlJ，例如，我国香港地区将J≥600mm的灌注桩视为大直径灌注桩；我国《建筑桩基技术规范》(JGJ94．94)将d≥800mm的灌注桩视为大直径桩；而在《港口工程预应力混凝土大直径管桩设计与施工规程》(JT

2、J／J261．97)中则将d≥1200n埘的预应力混凝土管桩视为大直径管桩；王伯惠等针对桥梁灌注桩基础，将d≥2500mm的灌注桩定义为大直径灌注桩12J。国内建筑工程中，大直径桩(LDPs．LargeDi锄eterPiles)一般是指直径大于800mm的桩，而在我国桥梁工程上则把直径大于或等于2．5m的桩定义为大直径桩。工程实际中，对于直径大于3m的桩，为节约材料，通常做成空心形式，称为大直径空心桩【2别。英、美等国在桥梁工程上广泛使用的大直径钻孔灌注桩(LDBPs．LargeDiameterB0redPiles)，一般是指直径超过760II姗

3、的桩【4J。桩按长度通常分为四类：短桩、中长桩、长桩、超长桩。目前，没有一种严格的划分界限，有时很难分清楚。一般规定为：桩恤≤20r11为短桩，20111<上<35m为中长桩，35m≤L<5咖为长桩，￡≥50m为超长桩15J。由于大直径桩增大了桩侧和桩端面积，从而使得单桩的极限承载能力得到显著提高，同时，由于桩径的增大，对于同样长径比的桩，可使得桩的设计长度增大，以解决软土地区浅层不良地质条件下的基础设计问题。近年来，在建筑工程领域中，很多大跨、高层、重荷载建筑基础广泛采用一柱一桩的大直径桩基形式。显然，这种基础比通常采用的一柱多桩(小直径桩)具

4、有施工方便、节省材料、·无须承台、受力明确和计算简单等优点。在桥梁工程中，更是为了克服水下多桩施工和承台浇注的困难而广泛采用大直径(或超大直径)桩或单桩基础，与传统的中小直径桩以及大直径钢管桩等相比，大直径桩基础具有以下8大特剧6】：1、大直径桩(除大直径钢管桩外)均为非挤土桩，施工时噪声小、无振动，对周围环境的影响小，对周围建筑物和构筑物危害小。2、如采用大直径人工挖孔桩，则不需要大型设备，施工简单，可以下孔直接检验桩端土的性质以及桩孔内的土层和岩层性质，采用人工清底，不存在沉渣现北京工业大学T学硕上学位论文象，或作必要的原位试验，这有助于保证

5、桩身质量和桩的承载力。采用大直径桩，可减少水下作业，加快施工进度，综合经济效益得到显著提高。3、大直径桩直径大，入土深，现有机具和人工挖掘都能进入各类地基，且能把桩嵌入于各类新鲜基岩，这均为打、振、压入式桩所不及。4、大直径灌注桩可以采用扩大底部的形式，更好的发挥桩端土的作用。5、大直径灌注桩单桩承载力高，随地质条件、桩身尺寸和混凝土强度等级不同，往往可达数千至数万千牛顿，常可以设计一柱一桩，不需桩顶承台、大大简化基础结构。6、大直径灌注桩除能承受较大的竖向荷载外，由于桩身刚度大，还能承受较大的横向荷载，增强建筑物的抗震能力；它能有效地充当坡地抗

6、滑桩、堤岸支护桩以及地铁或建筑物地下室基坑开挖的支护桩，还可在基坑开挖后继续作为地下室的承重墙等永久性结构使用。7、大直径灌注桩通常布桩间距大，群桩效应微小，对桩的沉降及其对邻桩和周围地基的影响，估算也更为简便。8、大直径灌注桩，可以采用较小的配筋率，低至O．2％；它与预制桩相比可节省钢材1／2～2／3，不包括因不需要承台及不致发生截桩等情况而获得的节省。目前我国大直径桩每立方米桩身造价大约为预制桩的2／3。同时，根据桩身受力特点的需要，可设计成变截面或大直径空心形式，更能节约材料，其经济效益也是十分明显的。大直径桩与中、小直径桩相比具有很多的优

7、点，同时在荷载传递机理方面也存在着很大的差异，如表1．1所示。由于上述差异存在的原因，所以按普通中、小直径桩理论来分析大直径桩是不合适的。因此，根据大直径桩的变形特点，探索其荷载传递规律；研究相适应的分析方法和理论是非常必要的，这也正是本研究的基本出发点。表1—1大直径桩与中、小直径桩的主要差异1．2大直径桩的发展概况近代桩基技术起源于19世纪末，其后，桩基技术和桩身材料发生了很大的变化，20世纪20年代，美国开始采用各种型式的钢桩。20世纪30年代，随着2第1章绪论混凝土和钢筋混凝土的发展，世界上出现了钢筋混凝土沉管灌注桩。第二次世界大战以后，

8、美国和日本为了建造石油钻井平台和海港建筑等海洋结构，开始采用大直径钢管桩和钢筋混凝土钻孔灌注桩。20世纪50年代以后，随着世界各国高速公