【摘 要】
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随着城市超高建筑的增多,工程上对于桩基础的承载能力提出了新的要求。鉴于普通等截面桩的承载力太低,本文提出了一种新型根式桩,相较于普通等截面桩具有承载力高,沉降位移小的优点。为研究该根式桩的竖向极限承载力、竖向位移、桩侧摩阻力及荷载传递规律,运用FLAC3D对其进行数值模拟分析。(1)新型根式桩是通过液压千斤顶带动压块,在桩孔壁径向从下向上依次挤压出空腔,经清孔、下放钢筋笼、灌注混凝土,即形成多层根
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随着城市超高建筑的增多,工程上对于桩基础的承载能力提出了新的要求。鉴于普通等截面桩的承载力太低,本文提出了一种新型根式桩,相较于普通等截面桩具有承载力高,沉降位移小的优点。为研究该根式桩的竖向极限承载力、竖向位移、桩侧摩阻力及荷载传递规律,运用FLAC3D对其进行数值模拟分析。(1)新型根式桩是通过液压千斤顶带动压块,在桩孔壁径向从下向上依次挤压出空腔,经清孔、下放钢筋笼、灌注混凝土,即形成多层根层。该桩与现有普通桩的区别主要在于:桩身外侧均匀分布着放射状根层。该成腔装置适用于直径0.6m以上的钻孔,根的深入度不大于0.5倍钻孔直径。(2)为分析根式桩在竖向荷载作用下的承载力,通过分析桩土系统的荷载传递特性,并假定根式桩为线弹性体,得到承载力估算公式。(3)运用FLAC3D数值分析软件,设计28组根式桩对比模型,对影响根式桩竖向极限承载力的主要因素:根层净间距t、根层根数目n、根深入度d、根层厚度h的取值进行模拟分析,对比各模型桩的极限承载力和竖向位移的变化情况,得到根式桩的最优根层净间距t为1.0D(D为桩径)、最优根层根数目n为6、最优根深入度d为0.5D、最优根层厚度h为0.375D。(4)将最优根层净间距t、根层根数目n、根深入度d、根层厚度h条件下的根式桩与等截面桩进行受力对比分析,在相同工况下,根式桩较等截面桩极限承载力提升了约166%;根式桩达到极限承载力时,位移仅为2.87mm,而此时等截面桩的位移已经达到了 53mm。(5)针对最优条件下的根式桩和等截面桩的荷载位移曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力的变化规律进行了分析。分析发现:等截面桩的荷载-位移变化曲线发展迅速且存在突变点,根式桩的荷载-位移变化曲线则呈“缓降型”变化;等截面桩的桩身轴力呈线性变化,根式桩的桩身轴力则在根层处呈“断崖式”的突变;等截面桩的桩侧摩阻力存在极限值,桩身达到极限承载力之后,桩侧摩阻力不再增加,根式桩的桩侧摩阻力变化情况与等截面桩基本一致,不同的是在桩侧摩阻力达到极限值之后,根层端阻力能继续发挥作用,这也是根式桩承载性能更优于等截面桩的原因。图[53]表[10]参[60]
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