【博士】超大鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)沉降特性研究【2005】

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　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：東南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2005年　　近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，修建了大量公路橋梁。正在建設(shè)的蘇通長(zhǎng)江公路大橋是目前世界主跨最長(zhǎng)的斜拉橋，其主塔的基礎(chǔ)采用超長(zhǎng)大直徑鉆孔灌注群樁。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，對(duì)于普通群樁的研究較多，對(duì)超長(zhǎng)大直徑單樁研究較少，而對(duì)超長(zhǎng)大直徑鉆孔灌注群樁的理論基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用研究則屈指可數(shù)。　　普通群樁沉降的計(jì)算方法有多種，目前大都是采用有限元數(shù)值模擬方法，而針對(duì)超長(zhǎng)大直徑鉆孔灌注群樁沉降計(jì)算的工程實(shí)用方法研究幾乎是空白。鑒此，針對(duì)蘇通長(zhǎng)江公路大橋主橋南塔超長(zhǎng)大直徑鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)系數(shù)及其沉降進(jìn)行反復(fù)計(jì)算、對(duì)比、分析與研究。　　首先，基于應(yīng)力疊加的原理推導(dǎo)并求出不同布樁形式并能綜合反映樁數(shù)、樁長(zhǎng)、樁徑、樁距及其土性諸多因素影響的群樁效應(yīng)系數(shù)理論計(jì)算公式，且由這些公式計(jì)算的群樁效應(yīng)系數(shù)值與離心模型試驗(yàn)值很逼近；同時(shí)指出，當(dāng)布樁面積相等時(shí)，群樁基礎(chǔ)采用梅花形布置與采用正方形、菱形稚置相比，其群樁效應(yīng)系數(shù)最大，呈矩形布樁的群樁基礎(chǔ)單位承臺(tái)面積上的群樁效應(yīng)系數(shù)最大；在保持樁距不變時(shí)，樁長(zhǎng)相等的大直徑群樁，樁數(shù)的變化基本不引起群樁效應(yīng)系數(shù)的變化?！　∑浯?，通過反復(fù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，按國內(nèi)四種現(xiàn)行規(guī)范方法計(jì)算超長(zhǎng)鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)的最終沉降量的理論值都偏大，而按照相應(yīng)規(guī)范確定的沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)修正后其值又偏?。骸　∮?jì)算還發(fā)現(xiàn)，按照從外圍基樁以萬／4來考慮應(yīng)力擴(kuò)散作用并兼顧樁端處白重應(yīng)力的傳統(tǒng)方法求得的樁端豎向附加應(yīng)力非常小，用之于超長(zhǎng)群樁沉降計(jì)算并不合理?！　≡俅?，通過研究表明，群樁樁端豎向附加應(yīng)力值對(duì)沉降計(jì)算非常重要。采用Boussinesq解最大的缺陷是該方法本身無法求得樁端豎向附加應(yīng)力。若采用相同的樁端豎向附加應(yīng)力，基于Boussinesq解計(jì)算得到群樁沉降的理論計(jì)算值較之于基于Mindlin解Geddes簡(jiǎn)化方法的理論計(jì)算值，雖然較大，但是對(duì)于1／2主橋索塔群樁而言，其差值與離心模型試驗(yàn)的沉降值相比，不超過30．4％。因此，只要能比較準(zhǔn)確計(jì)算群樁的樁端豎向附加應(yīng)力，采用Boussinesq解計(jì)算沉降仍能滿足工程設(shè)計(jì)的要求?！　∽詈?，提出超長(zhǎng)鉆孔灌注群樁考慮樁身壓縮變形量和按照應(yīng)力擴(kuò)散角萬／4直接求樁端豎向附加應(yīng)力的沉降實(shí)用計(jì)算方法及公式?！　?

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