混凝土载体桩受力特性及设计方法研究

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在普湾新区的建设过程中,工程中遇到了比较复杂的地质条件,在这种情况下,普通的预制桩和灌注桩达不到承载力的要求,根据这种情况,工程上采用了一种新型的桩,即载体桩。载体桩和一般的桩基存在着较大的不同,载体桩是一种典型的端承桩,主要靠桩端承受荷载,桩端所承受的荷载占整个桩所承受的荷载的80%以上,载体桩更不同于扩底桩,载体桩的施工过程中,在形成载体的过程中,加入一些高强度的碎石块等等,然后进行强夯,形成致密的结构,进而形成扩大的载体结果。它的受力机理和一般的桩基础存在着较大的差别。鉴于这种情况,本文展开了这项研究。从现场的试验中,得到了载体桩的Q-s曲线,并且对载体桩的极限承载力给出了值,根据Q-s曲线,可以为下文的ABAQUS数值模拟做出较好的校验。根据规范,对载体桩的极限承载力特征值进行计算,得出的值比现场试验的数值要小,这是合理的,因为规范所算出来的数据是保守的,再根据规范,得出同等条件下灌注桩的承载力,载体桩的极限承载力是灌注桩的3倍多,可见,载体桩使桩基础的承载力大大提高。除此之外,利用规范对载体桩的载体的直径进行估算,为下一章的模拟做好数据准备,最后对载体桩的最优桩距进行了研究,得出了合理的桩距,并且和工程的建筑施工图比较吻合。在Q-s曲线上,本文运用ABAQUS软件进行模拟,建立两个模型,即载体桩和普通的灌注桩,它们基于同等的条件下,地质条件相同,桩径的大小也一样,唯一的区别是载体桩有载体这一部分。通过模拟,分别得到两种不同的沉降曲线,根据现场试验和其他的大量的试验,发现载体桩的Q-s曲线是缓变型。在受力机理上,载体桩的受力情况和普通的灌注桩存在着较大的差别,在载体桩载体的周围土体上,应力呈现出比较均匀的分布,普通灌注桩周边存在着应力集中的现象,这一点使整个受力体系存在着较大的差别。最后,本文对载体桩的Q-s曲线进行了曲线拟合,得出公式:y=1-e-Ax A∈(-0.00133,0.00108),可以作为简单的公式用于现场的设计和施工。
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