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《深圳平安大廈超大直徑擴底嵌巖樁豎向承載機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、ChinaUniversityofMining&Technology,Beijing博士學位論文深圳平安大廈超大直徑擴底嵌巖樁豎向承載機理研究學院：力學與建筑工程學院學號：TBP120602026作者：徐薇學科專業(yè)：結構工程導師：劉波教授2015年6月分類號：TU473密級：公開單位代碼：11413博士學位論文中文題目：深圳平安大廈超大直徑擴底嵌巖樁豎向承載機理研究英文題目：ResearchofVerticalBearingCapacityofRockSocketedMegaDiameterDrilledShaftwithBelledbottomofShenzhenPingAnCent
2、er作者：徐薇學號：TBP120602026學科專業(yè)：結構工程研究方向：地下結構工程導師：劉波職稱：教授論文提交日期:2015年5月20日論文答辯日期:2015年6月7日學位授予日期:2015年6月24日中國礦業(yè)大學（北京）詳細摘要隨著高層建筑、市政工程、大型超大橋梁等的建設，超大直徑擴底嵌巖樁因其承載力高、沉降小等優(yōu)點得到了廣泛的運用，使用的樁徑也在不斷增大。深圳平安大廈基樁工程使用了16根樁徑5.7m（擴底樁徑7.0m）和8根樁徑8.0m（擴底樁徑9.5m）的超大直徑擴底嵌巖樁。國內(nèi)外尚無應用先例，被認為是目前世界上樁徑最大的擴底嵌巖樁。目前各國規(guī)范針對大直徑嵌巖樁仍多使用傳統(tǒng)的中
3、、小直徑嵌巖樁的設計方法。傳統(tǒng)的靜荷載試驗難以對超大直徑擴底嵌巖樁進行試驗，由于缺少相關的現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，導致樁身受力狀態(tài)不明確并造成設計上的浪費。因此，對超大直徑嵌巖樁進行研究是對樁基理論的補充，同時也是工程界的迫切需求。本文基于深圳平安超大直徑擴底嵌巖樁基樁工程，從理論分析、相似模型試驗、數(shù)值計算和現(xiàn)場試驗四個方面對超大直徑擴底嵌巖樁的豎向承載性能進行了分析。超大直徑擴底嵌巖樁的樁端多為強度較高的巖層。傳統(tǒng)的人工機械開挖的方法難以進行施工，須采用爆破處理。由于爆破會對樁周的巖層產(chǎn)生擾動，因此，在施工前設計好爆破施工方案，采用二次微差光面爆破技術以減小爆破施工對樁周其它構筑物和管道的影
4、響，將爆破引起的振動對周邊環(huán)境的影響和危害降到最低。由于在同一場地內(nèi)需同時施工大量的超大直徑擴底嵌巖樁，場地施工范圍較小，采用逆?zhèn)鹘y(tǒng)施工順序的方法進行鋼筋籠的安裝和施工，有效的提高了施工效率。由于樁徑較大，在連續(xù)澆筑的過程中如何控制混凝土的入模溫度成為施工的關鍵，通過加入冰屑和優(yōu)化配合比的方法可以有效降低混凝土的水化熱，保證超大直徑樁樁身的連續(xù)澆筑。針對超大直徑嵌巖樁的豎向受力特征，對超大直徑擴底嵌巖樁的樁身側(cè)摩阻力和樁端阻力進行了理論分析。（1）在充分考慮樁身和護壁自重及樁-巖界面特征的前提下，對超大直徑嵌巖樁側(cè)摩阻力進行了分析。結果表明，樁周巖體的種類、巖體質(zhì)量和施工擾動均會對嵌巖
5、樁的承載性能產(chǎn)生影響，在施工過程中應特別注意這些因素對樁身側(cè)摩阻力的影響。（2）提出了基于巖石質(zhì)量指標RQD分組的大直徑擴底嵌巖樁的樁端阻力的理論計算公式。收集了國內(nèi)外文獻研究報道的77組大直徑嵌巖樁的現(xiàn)場試樁試驗的結果，并對其進行了非線性統(tǒng)計分析，給出了基于巖石質(zhì)量指標RQD的大直徑嵌巖樁樁端承載力的理論計算模型與方法。通過對不同樁端巖體質(zhì)量的等級劃分，可以根據(jù)所得公式結果方便計算得到大直徑嵌巖樁的樁端承載力。通過深圳平安大廈超大直徑擴底嵌巖樁工程的計算對比，驗證了理論計算模型的可靠性。該計算方法較現(xiàn)行的規(guī)范法更具有合理性，在保證安全性的同時，可以有效I避免設計時的浪費。為了進一步分
6、析大直徑嵌巖樁在豎向荷載作用下的承載機理，進行了超大直徑嵌巖樁的相似模型試驗，試驗結果表明：（1）基于相似理論，推導分析了超大直徑擴底嵌巖樁在豎向荷載作用下的相似準則，通過選取不同的砂、水泥、石膏的配合比，確定了模型樁和巖層的相似材料。以深圳平安大廈5.7m和8.0m超大直徑嵌巖樁的實際受力情況為依據(jù)，設計了模型試驗。（2）對已有的城市地下工程三維模型系統(tǒng)進行了改造，使其在試驗時具有更強的可操作性，方便安裝和拆除，更易于試驗過程的觀察。結合已有的試驗加載系統(tǒng)，可同時對2根單根直徑達160mm的模型樁進行加載試驗。（3）等直徑和擴底嵌巖模型樁的樁頂荷載-沉降曲線均為緩變型。在設計荷載下，
7、樁頂荷載-沉降曲線為線性。根據(jù)相似比進行反演計算后，試驗所得到的樁頂沉降值與現(xiàn)場監(jiān)測值吻合較好，試驗結果是準確可靠的。在加載前期，即樁身在設計荷載作用下時，等直徑嵌巖樁和擴底嵌巖樁的樁頂荷載-沉降曲線無明顯差別。但隨著上部荷載的增大，在同級荷載作用下，擴底嵌巖樁的樁頂沉降小于等直徑嵌巖樁。上部荷載越大，這一現(xiàn)象也越明顯。因此，對樁底進行擴底處理可以有效控制樁頂沉降。另一方面，當樁身承載力按樁頂沉降值進行控制時，采用擴底樁可以提高樁身的整體承載力
