工程靜壓預(yù)制樁終止壓樁力與極限承載力關(guān)系

本文通過(guò)分析26組靜壓樁靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到靜壓樁樁長(zhǎng)、終壓力、推測(cè)極限承載力的關(guān)系式p推=(1.25-12d/l)p壓,解決了靜壓樁設(shè)計(jì)和施工的一些難題。

本文根據(jù)多項(xiàng)工程的壓樁力數(shù)據(jù)和承載力值,推導(dǎo)了樁端持力層為粘性土?xí)r靜壓樁的壓樁力與承載力的關(guān)系,為根據(jù)壓樁力來(lái)推測(cè)單樁承載力及據(jù)設(shè)計(jì)單樁承載力來(lái)預(yù)估終值壓樁力提供了依據(jù)。

通過(guò)靜壓管樁單樁承載力的靜載荷試驗(yàn)研究,依據(jù)q-s曲線等試驗(yàn)成果給出單樁極限承載力,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法探討單樁極限承載力和終壓力之間的區(qū)別和聯(lián)系,提出兩者之間的相關(guān)估算方法,為靜壓管樁技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供一定的依據(jù)。

通過(guò)對(duì)鄭州地區(qū)以大量靜壓管樁的載荷試驗(yàn)研究,依據(jù)q~s曲線等試驗(yàn)成果給出單樁極限承載力,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)終壓力和單樁極限承載力的關(guān)系進(jìn)行分析,建立了以砂土為持力層時(shí),在不同長(zhǎng)徑比的情況下靜壓管樁單樁極限承載力與終壓力之間關(guān)系的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式,為鄭州地區(qū)靜壓管樁應(yīng)用和推廣提供依據(jù)。

目的建立靜壓管樁施工終壓力與單樁極限承載力之間的關(guān)系,指導(dǎo)遼沈地區(qū)靜壓管樁工程實(shí)踐.方法通過(guò)對(duì)遼沈地區(qū)不同地質(zhì)條件下大量靜壓管樁的載荷試驗(yàn)研究,依據(jù)q~s曲線等試驗(yàn)成果給出單樁極限承載力,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)終壓力和單樁極限承載力的關(guān)系進(jìn)行分析.結(jié)果建立了不同地質(zhì)條件、不同樁長(zhǎng)的靜壓管樁終壓力與單樁極限承載力之間的關(guān)系,依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及遼沈地區(qū)兩者關(guān)系的效應(yīng)系數(shù),提出在靜壓管樁的施工中應(yīng)采用設(shè)計(jì)標(biāo)高和終壓力雙重控制.結(jié)論由于地質(zhì)條件的差異,靜壓管樁的承載特性明顯不同,遼沈地區(qū)靜壓管樁的終壓力和單樁極限承載力的關(guān)系與南方地區(qū)有很大的差別,工程實(shí)踐表明:在遼沈地區(qū)靜壓管樁的施工中,施行設(shè)計(jì)標(biāo)高與終壓力雙重控制是適合的.

通過(guò)對(duì)西安靜壓phc管樁靜載荷試驗(yàn)資料分析,依據(jù)q-s曲線得到單樁豎向極限承載力,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)單樁豎向極限承載力與終壓力的關(guān)系進(jìn)行回歸分析,分別建立了以粘性土和砂土為持力層時(shí),摩擦型和端承型靜壓管樁終壓力與單樁豎向極限承載力關(guān)系的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式,對(duì)今后類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考,對(duì)西安靜壓管樁的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用提供依據(jù)。

靜壓樁瞬時(shí)終壓力與極限承載力是不同的概念,從沉樁過(guò)程和承載力時(shí)間效應(yīng)兩個(gè)方面出發(fā),對(duì)兩者相關(guān)關(guān)系的機(jī)理進(jìn)行研究,并提出了側(cè)阻退化系數(shù)和時(shí)間效應(yīng)系數(shù)的概念;基于靜載試驗(yàn)的q–s曲線,采用灰色理論對(duì)未達(dá)破壞標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)樁進(jìn)行極限承載力的修正,修正值的提高幅度隨靜載試驗(yàn)最終沉降的增大而減小;對(duì)近2000根靜壓混凝土管樁的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,并與其它地區(qū)的相關(guān)資料展開(kāi)對(duì)比。分析發(fā)現(xiàn)承載力與終壓力比值(壓力比)的概率點(diǎn)呈f分布,壓力比隨長(zhǎng)徑比的增加呈雙曲線型增長(zhǎng),回歸分析得出不同地質(zhì)條件下的函數(shù)表達(dá)式。持力層為黏性土?xí)r壓力比隨長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng)幅度明顯大于其它土層,而在持力層和長(zhǎng)徑比相同的情況下,樁側(cè)為粉土?xí)r的壓力比值通常大于黏性土和軟土。樁身較短時(shí)極限承載力可能小于終壓力,主要?dú)w因于壓樁結(jié)束后樁端土體的回彈和應(yīng)力的釋放。

根據(jù)不同休止期高應(yīng)變的實(shí)測(cè)結(jié)果,結(jié)合實(shí)際工程總結(jié)了混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力的時(shí)間效應(yīng)規(guī)律,論述了飽和軟粘土承載力時(shí)間效應(yīng)機(jī)理。

本文介紹了錨桿靜壓樁托換技術(shù)的工作機(jī)理和應(yīng)用范圍,并結(jié)合工程實(shí)例,分析了錨桿靜壓樁單樁承載力與最終壓樁力、穩(wěn)定時(shí)間的關(guān)系,為設(shè)計(jì)施工提供數(shù)據(jù)參考。

1.引言靜力法沉樁因具有施工速度較快,振動(dòng)小,噪音小,對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小的優(yōu)點(diǎn),近幾年在臺(tái)州地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。在靜壓樁施工中,樁機(jī)終壓力值是樁基工程質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素,直接關(guān)系到樁的豎向抗壓承載力,設(shè)計(jì)單位也往往以壓樁力大小作為終止沉樁的控制標(biāo)準(zhǔn)。由于現(xiàn)行規(guī)范對(duì)其沒(méi)有作出明確規(guī)定,只要求樁機(jī)根據(jù)土質(zhì)情況配足額定重量,因此要求設(shè)計(jì)、施工單位根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況和樁基類(lèi)型,適當(dāng)控制終壓值。以確?；鶚冻休d力。終壓值過(guò)小,將降低樁的豎向承載力而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;過(guò)大則承載力偏于安全,不夠經(jīng)濟(jì),而且會(huì)增大樁機(jī)配重,對(duì)施工場(chǎng)地耐力的要求也將提高,特別是大噸位壓樁機(jī),在軟土地基地施工時(shí)容易

靜壓樁具有噪聲污染低、周邊振動(dòng)影響小、無(wú)泥漿污染、預(yù)制樁體質(zhì)量易于控制、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，隨著靜壓樁理論的不斷成熟在工程實(shí)際的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于靜壓樁的沉樁機(jī)理、承載力和沉樁終壓力之間的關(guān)系等問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。本文就靜壓樁在粘性土和砂性土中的沉樁機(jī)理進(jìn)行了探討和研究。區(qū)域回歸線性方程經(jīng)驗(yàn)公式和時(shí)效性是用來(lái)解決承載力和沉樁終壓力之間的兩種方法。本文對(duì)于上述兩種方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)，可為一些地區(qū)的施工和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。

為了提高靜壓管樁單樁極限承載力的預(yù)測(cè)精度,本文在構(gòu)建的靜壓管樁單樁極限承載力指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上,建立了靜壓管樁單樁極限承載力的支持向量機(jī)預(yù)測(cè)模型,應(yīng)用該模型對(duì)實(shí)際工程中靜壓管樁單樁極限承載力進(jìn)行預(yù)測(cè),并運(yùn)用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型與其做對(duì)比,試驗(yàn)結(jié)果表明,支持向量機(jī)對(duì)靜壓管樁單樁極限承載力具有較好的預(yù)測(cè)性能。

預(yù)應(yīng)力混凝土管樁承載力_壓樁力與極限承載力分析

基于理論分析、數(shù)值模擬及經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)算等方法對(duì)支盤(pán)式錨桿靜壓樁在隧道止沉工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究.使用支盤(pán)式錨桿靜壓樁這一新型樁型處理隧道下臥層軟基;介紹了該樁的成樁工藝流程、壓漿機(jī)理并分析其優(yōu)缺點(diǎn).通過(guò)單樁模型分析表明,支盤(pán)式錨桿靜壓樁相比于普通錨桿靜壓樁,承載力較大且沉降量較小.采用單一因素變量分析了不同土層參數(shù)對(duì)其承載性能的影響.

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結(jié)合天津地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果,分析靜壓預(yù)制樁壓樁機(jī)理,對(duì)比靜壓式與錘擊式沉樁方式對(duì)單樁豎向極限承載力的影響,從而探討在天津地區(qū)靜壓預(yù)制樁確定單樁承載力的方法。

靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁是近年來(lái)出現(xiàn)的新型樁,它將預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的優(yōu)點(diǎn)和靜壓法施工的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),因而具有廣闊的發(fā)展前景。結(jié)合具體工程的靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用灰色-馬爾可夫鏈組合預(yù)測(cè)模型對(duì)其極限承載力進(jìn)行預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)得到的極限承載力值基本與實(shí)測(cè)值吻合。研究結(jié)果可以為實(shí)際工程中靜壓預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工的可行性和經(jīng)濟(jì)性提供參考依據(jù)。

對(duì)三種曲線預(yù)測(cè)模型進(jìn)行介紹,建立求解模型。依據(jù)天津地區(qū)phc管樁靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用grg優(yōu)化程序求解模型參數(shù),計(jì)算phc管樁豎向極限承載力預(yù)測(cè)值。通過(guò)對(duì)三種曲線模型的預(yù)測(cè)精度進(jìn)行對(duì)比分析,證明usher曲線模型預(yù)測(cè)結(jié)果更為安全、可靠。

1、單樁的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的基本概念 單樁的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值是基樁承載力的最基本參數(shù)，其他如特征 值、設(shè)計(jì)值都是根據(jù)豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算出來(lái)的。新舊樁基規(guī)范對(duì)單樁的 豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的定義是一致的，是指單樁在豎向荷載作用下達(dá)到破壞狀 態(tài)前或出現(xiàn)不適合繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載，它取決于對(duì)樁的支承阻 力和樁身材料強(qiáng)度。 對(duì)單樁豎向極限承載力的影響，一方面是可以人為控制的，包括樁的類(lèi) 型、材料、截面尺寸、入土深度、樁端進(jìn)入持力層深度、成樁后休止時(shí)間以及成 樁施工方法等；另一方面由樁端、樁側(cè)土的性質(zhì)決定，體現(xiàn)為土的極限側(cè)阻力和 極限端阻力，是決定承載力的基本因素，但其發(fā)揮受一方面因素的影響。 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50007-2002和《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》 均規(guī)定了單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值確定方法，一般根據(jù)以下幾點(diǎn)綜合分析確 定： （1）根據(jù)沉

塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū) 一、計(jì)算參數(shù)如下： 非工作狀態(tài)工作狀態(tài) 基礎(chǔ)所受的水平力h：66.2kn22.5kn 基礎(chǔ)所受的豎向力p：434kn513kn 基礎(chǔ)所受的傾覆力矩m：1683kn.m1211kn.m 基礎(chǔ)所受的扭矩mk：067kn.m 取塔吊基礎(chǔ)的最大荷載進(jìn)行計(jì)算,即 f=513knm=1683kn.m 二、鉆孔灌注樁單樁承受荷載： 根據(jù)公式: （注：n為樁根數(shù),a為塔身寬） 帶入數(shù)據(jù)得 單樁最大壓力:qik壓＝872.04kn 單樁最大拔力：qik拔＝-615.54kn 三、鉆孔灌注樁承載力計(jì)算 1、土層分布情況： 層號(hào) 土層名稱(chēng) 土層厚度（m） 側(cè)阻qsia（kpa） 端阻qpa（kpa） 抗拔系數(shù)λi 4 粉質(zhì)粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉質(zhì)粘土 4.6 13 / 0.7

塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書(shū) 一、計(jì)算參數(shù)如下： 非工作狀態(tài)工作狀態(tài) 基礎(chǔ)所受的水平力h：66.2kn22.5kn 基礎(chǔ)所受的豎向力p：434kn513kn 基礎(chǔ)所受的傾覆力矩m：1683kn.m1211kn.m 基礎(chǔ)所受的扭矩mk：067kn.m 取塔吊基礎(chǔ)的最大荷載進(jìn)行計(jì)算,即 f=513knm=1683kn.m 二、鉆孔灌注樁單樁承受荷載： 根據(jù)公式: （注：n為樁根數(shù),a為塔身寬） 帶入數(shù)據(jù)得 單樁最大壓力:qik壓＝872.04kn 單樁最大拔力：qik拔＝-615.54kn 三、鉆孔灌注樁承載力計(jì)算 1、土層分布情況： 層號(hào) 土層名稱(chēng) 土層厚度（m） 側(cè)阻qsia（kpa） 端阻qpa（kpa） 抗拔系數(shù)λi 4 粉質(zhì)粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉質(zhì)粘土 4.6 13 / 0.7

根據(jù)3個(gè)工程的實(shí)際資料的引用和分析統(tǒng)計(jì),證明對(duì)穿越飽和粘性土層、支于殘積粘性土層的中小截面預(yù)制砼方樁,終止壓樁力和極限承載力之比可取0.5。所舉實(shí)例工程均經(jīng)10年以上的使用實(shí)踐,證明性狀良好。推廣這一成果,可顯著降低樁基造價(jià)。