基于竖向荷载作用下挤扩支盘桩的试验研究与理论分析

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1、太原理工大学硕士学位论文竖向荷载作用下挤扩支盘桩的试验研究与理论分析姓名：赵明伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：梁仁旺20020101摘要木文基于已有的挤扩支盘桩研究成果及树基倚载传递理论，通过现场载荷试验、荷绒传递法和有限rn元法，对竖向荷载作用li挤扩支盘桩单桩和群桩的承载变形特性分别进行了研究a首先，通过现场试验结果，深入分析了挤扩支赢桩单桩的荷载传递机理，指出挤扩支盘桩的支盘阻力主要体现端承力的性质，并将挤扩支盘桩定性为摩擦多支点端承桩。其次，提出了适用于挤扩支盘桩单桩的荷载传递法，并用工程实例验证了该法的可行性。再次，运用二维轴对称有

2、限元法以及三维有限元法，系统分析了挤扩支盘桩单桩和群桩的承载变形性状。最后，对挤扩支盘桩的支盘竖向临界fu】距、水甲桩距和柿桩力式的设计，提出了相应建议。关键词：挤扩支盘桩荷载传递法竖向荷载承载有限元法变形ABSTRACTReferringtothecurrentstudyofcast-·in-situpileswithexpandedbranchesandplatesandmethodsofpilefoundationanalysis，thepapermakesathoroughresearchonthebearinganddeformationbeh

3、aviorofverticallyloadedpileswithexpandedbranchesandplates．Atfirst，basedontheresultsoffieldpiletests，conclusionsaremadethattheresistanceofexpandedbranchesorplatesbehavesmainlyasend—bearingforce，andthisnewtypeofpilecanbeclassifiedasmulti—end—bearingpileswithfriction．Secondly，thewel

4、I-knownloadtransferapproachhasbeenmodifiedtoanalyzesinglepilesofthiskindAnditsfeasibilityisverifiedthroughacaseanalysis．Thirdly,thebearinganddeformationcharacteristicsofsingleandgrouppilesareinvestigatedbymeansofaxisymmetricfiniteelementanalysis(FEA)andthreedimensionalFEAAtlast．s

5、uggestionsaregivenonthedesigningofverticalspacebetweenexpandedbranchesorplates，pilespacinganddisposalofpileposition．Keywords：cast·-in—-situpileswithexpandedbranchesandplatesverticallyloadedbearingdeformationloadtransferapproachfiniteelementanalysis太原删T人学倾I．学位论文1概述1．1前言桩是深入土层的柱型构件

6、，其作用是将上二部结构的荷载传到深部上(岩)层中。工程实际中，以丰要承受竖向荷载的桩基为多。随着我崮工程建设的飞速发展，桩基础已成为工程中一种很重要的基础形式。据不完全统计，我国每年的用桩量已达loo万根以上。桩基础具有良好的工程效果，但其工程造价较高，通常占F程．ca,造价的10～30％，有时甚至超过30％[1lo㈤一1程的不同桩基方案之间，工程造价可能相差很大。因此，桩基方案的选择，成为桩基设计中的重要内容。钻孔灌注桩具有承载力高、施I：深度容易控制以及噪音小等优点，近年来已成为应用最广泛的。种桩型。钻孔灌注桩足通过桩侧摩阻力和桩端阻力来传递荷载。由

7、于钻孔过程中采用泥浆护壁而在孔壁形成泥皮、孔底形成沉渣，从而影响桩的承载力。为了，提高灌注桩的承载力，人们．大都围绕着提高桩侧摩阻力和桩底端承力这两个方面来研究，相对而苦，提高桩底端承力更为经济，因此出现了扩底桩、夯扩桩等改良桩型。扩’底桩是在不改变原地基上特性的情况下，将桩端承压面积扩大，承载力提高的幅度，小仅与扩大的桩底面积有关，而且与桩端地基土的特性有很大关系。这种桩对地基土有一定的要求，否则扩大头难以形成。从20太原辟r人学坝I．学位论叟世纪90年代仞起，【，4内些T程丌始使用一种挤扩支盛桩，这种桩足从普通混凝一卜灌注桩衍生出来的，足在传统灌注桃

8、工艺q，j竹加r。道挤扩【序，利用专用设备，沿桩身吖jf叫深度没置一些分支：或承