浅论封底带翼现浇混凝土薄壁管桩复合地基的沉降和受力分析

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1、河北工业大学硕士学位论文封底带翼现浇混凝土薄壁管桩复合地基的沉降和受力分析姓名：胡玉娟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：徐东强20081101河北工业大学硕士学位论文封底带翼现浇混凝土薄壁管桩复合地基的沉降和受力分析摘要封底带翼现浇混凝土薄壁管桩是河北工业大学徐东强教授自主开发研制的新型桩基技术。该技术吸收了预应力管桩、振动沉管桩和振动沉模薄壁防渗墙等技术的优点，施工工艺简单，可操作性强，是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型，具有较大的推广应用价值。作为一种全新的桩型，其单桩承载性能还缺乏系统完善的研究，复合地基的变形特性研究也基本空白，设计理

2、论的滞后制约了该新技术的推广。本文采用三维弹塑性接触非线性有限元法，研究封底带翼现浇混凝土薄壁管桩在竖向荷载下承载变形特征，比较了该新型桩与薄壁管桩的异同。基于ANSYS建立了有限元的计算模型，主要分析了荷载-沉降关系、侧摩阻力的发挥性状、桩身应力的传递性状和桩身压缩量等。分析有限元计算结果，提出了一些规律性的结论和建议。主要结论如下：1.开发新型桩的施工机具，介绍了新型桩的技术原理、施工机具设备、施工工艺及要点、技术特点、适用范围等。2.利用ANSYS有限元计算软件确定该新型桩在本文条件下的荷载极限承载力为800kN。3.不同荷载作用下，桩身轴力呈逐渐

3、递减的趋势，荷载越大，桩身轴向应力分布曲线的斜率越大；桩翼的轴向应力小于桩身，最大值发生在顶面下1m左右，随着荷载的增大，最大值的位置逐渐下移；土塞的轴向应力最小，最大值也发生在顶面下1m左右，端部的轴向应力略有增大。4.由于桩顶盖板的作用，桩外侧摩阻力的最大值发生在桩顶，桩身中部的外侧摩阻力值大致相同，桩端最小。5.作用在薄壁管桩底端的土体承担的荷载最大，呈现出比较明显的拱效应。6.根据土体表面沉降分析得出，土塞芯的沉降最大；随着与桩心距离的增加，桩周土表面沉降逐渐减小，荷载作用越大，桩周土表面沉降减小速度越快。关键词：封底带翼薄壁管桩，开发研制，承载

4、性能，有限元法i封底带翼现浇混凝土薄壁管桩复合地基的沉降和受力分析WINGBACKWITHCAST-IN-SITUCONCRETETHIN-WALLPIPEPILECOMPOSITEFOUNDATIONSETTLEMENTANDANALYSISABSTRACTWingbackwithcast-in-situconcretethin-wallpipetechniqueisanewgroundimprovementtechnologydevelopedindependentlybyProf.XuDong-qiangatHeBeiUniversityofTec

5、hnology.Thisnewpilestylehasadvantagestoprestressedpipepile,buffetingpipe-sunkpilesandbuffetingmould-sunkcutoffwall.Thisnewformofpilesystemissuitforsoftareaswithshortconstructiontimeandeasyoperation.Soithasgreatpracticalvalueandbrightmarketprospect.Asanewtechniques,theloadtransfer

6、mechanismforsinglewingbackwithcast-in-situconcretethin-wallpipeandperformanceofwingbackwithcast-in-situconcretethin-wallpipecompositefoundationarestillunknown.Thisstatuslimitedthemoreapplicationanddevelopmentofthismethod.Thethree-dimensionalnon-linearfiniteelementcalculationtechn

7、ologyisadoptedtostudytheload-transfermechanismofwingbackwithcast-in-situconcretethin-wallpipeandfindoutthedifferentpropertiesbetweenthisnewpileandthin-wallpipe.Furthermore,bytheANSYS,thethree-dimensionalsimulationmodelhasbeenbuilt,toinvestigatetherelationofsettlementandload,thech

8、aracterslateralfrictionresistance,axial-