橋梁基樁計入樁周土體水平抗力與摩阻力時的穩(wěn)定計算長度

計入時效的橋臺基樁負摩阻力解析計算方法研究——橋臺地基土在填土荷栽作用下產(chǎn)生的固結(jié)沉降，常引起基樁負摩阻力問題，深入研究其發(fā)展規(guī)律及計算方法十分必要。首先探討了基樁負摩阻力特性及樁土相對位移計算方法，結(jié)合橋臺工程特點，選用一維固結(jié)理論模擬橋臺...

沿海地區(qū)主要通過吹填淤泥及泥沙進行圍墾,由于吹填區(qū)域土質(zhì)較差,淤泥軟弱土層較厚,在后期填土作用下,土體會產(chǎn)生很大的固結(jié)沉降,易對橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的負摩阻力,降低基樁承載力,增加橋梁的沉降位移。結(jié)合臺州灣大橋工程建設(shè),選取三根基樁進行大面積堆載下橋梁基樁負摩阻力試驗,研究沿海吹填區(qū)域后期填土對橋梁基樁負摩阻力的影響,并結(jié)合不同理論方法計算值進行對比分析?，F(xiàn)場實測結(jié)果表明,堆載高度達到4m高度,堆載面積為24m×16m時,負摩阻力總和達到2687kn左右,中性點深度約為29.5m,約為0.36倍樁長;負摩阻力的發(fā)展是隨時間而變化的,規(guī)范法計算出的負摩阻力總和計算結(jié)果比實測結(jié)果偏大,在實際工程中應(yīng)充分考慮負摩阻力的影響。

鄭西客運專線經(jīng)過三門峽至靈寶濕陷性黃土地區(qū),橋梁基樁穿過濕陷性黃土承載力計算必須考慮負摩阻力。通過采用國內(nèi)2種規(guī)范負摩阻力計算方法,對工程實例進行計算,以及對基樁穿過濕陷性黃土浸水載荷試驗實測過程中負摩阻力變化規(guī)律、中性點變化規(guī)律、樁側(cè)摩阻力發(fā)揮情況的分析,尋求該段橋梁樁基負摩阻力計算方法。

樁周土體靜阻力模型研究及在打樁中的應(yīng)用——基于樁側(cè)土體和樁端土體的變形與破壞機理不同，以及土力學(xué)理論、有關(guān)室內(nèi)和現(xiàn)場試驗結(jié)果，并為簡化起見，分別采用雙曲線模型、理想彈塑性模型來描述樁側(cè)土體靜阻力和樁端土體靜阻力特性?？紤]樁身自重及樁周土體阻力...

分析了負摩阻力的機理,總結(jié)了負摩阻力對樁基性能的影響,以一算例說明了負摩阻力計算中容易出現(xiàn)的問題。

在考慮樁體負摩阻力作用的條件下,針對剛性樁復(fù)合地基中樁-土-墊層相互作用特點,引入\"中性點\"概念和改進后的彈塑性荷載傳遞模型,并考慮樁頂對墊層的上刺入變形以及樁端對下臥層的下刺入變形,通過樁-土-墊層的豎向變形條件推導(dǎo)得到了剛性樁復(fù)合地基樁土應(yīng)力比計算新公式。應(yīng)用該計算方法對工程實例進行分析后結(jié)果表明,當(dāng)樁側(cè)摩阻力發(fā)揮到一定程度時,計算結(jié)果與實際情況十分接近。

膨脹土中樁的負摩阻力時程性研究——基于對膨脹土中模型樁的失水收縮模型試驗，研究了膨脹土收縮過程中的樁土共同作用機理，重點探討了基樁負摩阻力的產(chǎn)生原因及其隨時間的變化規(guī)律，中性點的時間效應(yīng)以及側(cè)摩阻力發(fā)展在微觀層面上的機理?！　?/p>

濕陷性黃土因其自身的特性,在樁周產(chǎn)生負摩阻力時主要受樁型、樁徑、水和黃土特性等因素的影響。工程中應(yīng)根據(jù)其特點進行負摩阻力計算,并因地制宜采用合適的方法減小負摩阻力。

探討高樁碼頭樁基的穩(wěn)定與確定樁計算長度、附加彎矩的問題,提出排架各樁頂水平彈性系數(shù)的分配方法,使高樁碼頭樁基可分解為樁頂帶水平彈簧、轉(zhuǎn)角為固定或自由的單樁計算,探討了確定樁計算長度需要考慮的一些因素,提出設(shè)計建議取值并與建筑規(guī)范進行了比較,分析了建筑規(guī)范存在的問題,提出如何考慮樁的水平力或水平位移計算樁的附加彎矩等問題。

負摩阻力的計算是樁基工程設(shè)計中最重要的問題之一。由于港口及配套工程大多處于港灣灘涂或吹填區(qū)域,土層中存在較厚的軟弱層(如淤泥質(zhì)土、淤泥等),場地內(nèi)分布的軟弱土層厚度大且大多尚未完成固結(jié),因此設(shè)計中需要考慮負摩阻力及下拉荷載對樁基承載力的影響。目前,國內(nèi)相關(guān)規(guī)范中雖然提出了樁基負摩阻力的計算公式,但規(guī)范相關(guān)條款卻有待完善。基于國內(nèi)外文獻及工程實際,首先分析了軟土地基中樁基負摩阻力產(chǎn)生的原因與危害,然后結(jié)合國內(nèi)規(guī)范提出了樁基負摩阻力及下拉荷載的簡化計算方法,最后總結(jié)了減少樁基負摩阻力的工程優(yōu)化措施,并對以后的研究提出了展望。

濕陷變形是黃土地區(qū)重要的巖土工程問題,處于濕陷地基中的基礎(chǔ)會因此受到下拉荷載作用,給上部建筑造成隱患。本文以實際工程為背景,對黃土地區(qū)巖土工程勘測的相關(guān)問題進行闡述,指出影響黃土濕陷的主要因素是含水量和干密度,并對目前工程中濕陷量計算存在的問題進行探討。同時提出樁基負摩阻力存在一個最大值,約出現(xiàn)在中性點深度的一半位置處,并以此建立了一種負摩阻力簡化計算方法,為工程設(shè)計提供參考。

從對樁基荷載傳遞特性的分析中,研究負摩阻力產(chǎn)生的原因、形成機理以及影響因素。

近年高墩大跨度橋梁日益增多,使得穩(wěn)定問題顯得比以往更為重要?，F(xiàn)行公路橋梁規(guī)范對受壓構(gòu)件的計算采用極限狀態(tài)法,分別通過引入軸壓穩(wěn)定系數(shù)及偏心距增大系數(shù)來考慮穩(wěn)定性問題。這兩個系數(shù)均與構(gòu)件的計算長度有很大的關(guān)系。但規(guī)范中僅對4種理想狀況下受壓構(gòu)件計算長度做了規(guī)定,實際工程中受壓構(gòu)件的邊界條件千差萬別,如果取值與實際相差太大,將造成橋墩設(shè)計的不安全或過于保守,影響計算結(jié)果的準確性。把穩(wěn)定性分析和計算長度聯(lián)系起來,通過有限元方法可比較準確地求解各種使用條件下受壓構(gòu)件的計算長度。

樁間土體抗力的實測研究——本文通過分析重慶某高層建筑樁-箱基礎(chǔ)底部土體所受壓力的實測資料，分析得出箱基底板土體受到的壓力隨著施工加載呈始快后慢再趨穩(wěn)定的增長態(tài)勢；底板土體所受壓力在荷載重心區(qū)域大，四周區(qū)域??；沿縱向軸線和橫向軸線都呈現(xiàn)雙反拱形...

近年高墩大跨度橋梁日益增多,使得穩(wěn)定問題顯得比以往更為重要?，F(xiàn)行公路橋梁規(guī)范對受壓構(gòu)件的計算采用極限狀態(tài)法,分別通過引入軸壓穩(wěn)定系數(shù)及偏心距增大系數(shù)來考慮穩(wěn)定性問題。這兩個系數(shù)均與構(gòu)件的計算長度有很大的關(guān)系。但規(guī)范中僅對4種理想狀況下受壓構(gòu)件計算長度做了規(guī)定,實際工程中受壓構(gòu)件的邊界條件千差萬別,如果取值與實際相差太大,將造成橋墩設(shè)計的不安全或過于保守,影響計算結(jié)果的準確性。把穩(wěn)定性分析和計算長度聯(lián)系起來,通過有限元方法可比較準確地求解各種使用條件下受壓構(gòu)件的計算長度。

樁土界面荷載傳遞函數(shù)模型對基樁沉降計算有重要影響。首先,在現(xiàn)有土與結(jié)構(gòu)接觸面剪切試驗研究成果的基礎(chǔ)上,分析樁土界面在荷載作用下的變形特性,建立考慮樁土界面初始臨界摩阻力影響的荷載傳遞雙曲線模型。其次,用線性彈簧模擬各樁段,用塑性摩擦片和非線性彈簧的并聯(lián)組合元件模擬樁側(cè)土體的側(cè)摩阻力,用非線性彈簧模擬樁端阻力,得到了能考慮樁土界面初始臨界摩阻力影響、土體分層性和非線性特性的基樁沉降計算方法。最后,利用該方法對某工程實例中的2根試樁進行計算,并與未考慮樁土界面初始臨界摩阻力影響的計算結(jié)果進行比較。結(jié)果表明:考慮樁土界面初始臨界摩阻力影響的計算結(jié)果較未考該影響的計算結(jié)果,在加載的初始階段,更接近實測數(shù)據(jù)。

隨著城市化建設(shè)進程的加快,城市用地日益緊張,越來越多的工程建設(shè)逐步向山地填土區(qū)等不良地質(zhì)條件地區(qū)轉(zhuǎn)移,但針對不同填土層處理的工程問題卻未得到有效研究。本文進行了不同填土層厚度情況下的基樁負摩阻力性狀模型試驗研究,測得基樁負摩阻力、樁端阻力及樁周土沉降情況；并對不同填土層厚度情況的基樁摩阻力進行對比分析。試驗表明,不同厚度填土層引起基樁負摩阻力的增長先快后慢；隨填土層厚度增加,基樁負摩阻力逐步增大,中性點位置向下移動,其在填土層中的相對位置上移。

以長春龍嘉機場t2航站樓為工程依托,采用現(xiàn)場土層沉降觀測、樁基承載力測試和室內(nèi)數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了粉質(zhì)粘土在回填堆載時樁基負摩阻力中性點的確定問題。通過土層沉降觀測和樁基載荷試驗,得到了回填土累計沉降量、填土加載與時間關(guān)系曲線及擬合公式以及單樁的q-s曲線、樁身內(nèi)力和樁側(cè)負摩阻力與土層深度的變化關(guān)系;采用midas有限元軟件對樁基的沉降變形進行計算,以實測的樁側(cè)摩阻力來模擬樁土之間的相互作用,樁端土層采用彈性支撐模擬,彈簧的剛度根據(jù)\"m法\"進行計算;采用改進高木俊介法計算了不同固結(jié)時間下樁周土層的殘余沉降量。通過理論計算和現(xiàn)場試驗的對比分析,確定了不同固結(jié)時間下樁基負摩阻力中性點的位置,并對該類場地地基土的沉降修正系數(shù)進行了修正。

以山西省河津~運城高速公路為依托工程,運用物探法調(diào)查和自然條件下濕陷性黃土的浸水試驗,對濕陷性黃土浸水濕陷對橋梁樁基負摩阻力的影響深度,進行了研究。結(jié)果表明,濕陷性黃土地區(qū)橋梁樁基在其運營過程中是否發(fā)生負摩阻力作用與其所處的地形條件有關(guān),水在土體中滲透到一定深度后將不再下滲,且自然條件下濕陷性黃土的最大浸水影響深度約為270cm。同時建議在今后濕陷性黃土中進行橋梁樁基設(shè)計時,樁基負摩阻力作用深度取值應(yīng)不超過600cm,即當(dāng)濕陷性黃土層厚度不超過600cm時,樁基負摩阻力作用深度取值為濕陷性黃土層厚度;當(dāng)濕陷性黃土層厚度超過600cm時,樁基負摩阻力作用深度取值為600cm。

橋梁樁基負摩阻力的分析計算及消減方法——結(jié)合公路橋梁工程實際，討論橋梁樁基負摩阻力的產(chǎn)生原因，計算軟土地基樁基負摩阻力的大小，提出消減樁基負摩阻力的方法．

隨城市用地緊張,越來越多工程建設(shè)逐步向山地填土區(qū)等不良地質(zhì)條件地區(qū)的轉(zhuǎn)移,但針對不同填土層處理的工程問題卻未得到有效研究。通過對不同填土層厚度情況下的基樁負摩阻力性狀的模型試驗研究,測得基樁負摩阻力、樁端阻力及樁周土沉降情況;并對不同填土層厚度情況的基樁摩阻力進行對比分析。試驗結(jié)果表明,不同填土層厚度情況下的基樁負摩阻力存在明顯的時間效應(yīng);隨填土層厚度增加,基樁負摩阻力增大,中性點位置下移,但其在填土層中的位置相應(yīng)上移。

隨城市用地緊張,越來越多工程建設(shè)逐步向山地填土區(qū)等不良地質(zhì)條件地區(qū)的轉(zhuǎn)移,但針對不同填土層處理的工程問題卻未得到有效研究.通過對不同填土層厚度情況下的基樁負摩阻力性狀的模型試驗研究,測得基樁負摩阻力、樁端阻力及樁周土沉降情況;并對不同填土層厚度情況的基樁摩阻力進行對比分析.試驗結(jié)果表明,不同填土層厚度情況下的基樁負摩阻力存在明顯的時間效應(yīng);隨填土層厚度增加,基樁負摩阻力增大,中性點位置下移,但其在填土層中的位置相應(yīng)上移.