劲性复合桩竖向承载特性的分析与研究

发布时间：2020-11-21 17:19

　　 劲性复合桩是一种将刚性、柔性桩以及散体桩经二元或者三元复合施工形成的新桩型,可以起到相互取长补短的作用。工程实践表明,劲性复合桩具有桩身施工方便快捷、质量易保证、单桩承载力高、单桩成本造价低、可降低环境污染的特点,具有广阔的开发前景和市场。本文具体介绍水泥土桩中插入劲芯预应力高强混凝土预制管桩(PHC桩)的组合,并将采用工程实例、理论公式计算分析及有限元建模计算相结合的方法,对劲性复合桩桩顶承受竖向荷载时的传力模式、受力特性等进行研究,主要工作有以下几个方面:(1)结合安徽阜阳某住宅工程的试桩试验,在ABAQUS有限元软件中设定合适参数建模进行模拟计算,分析劲性复合桩的受力特性,再与试验检测数据进行对比。有限元模拟与静载试验所得到的Q-S曲线相比,模拟结果在数值上略小于试验数据,但总体趋势是符合的,可以验证ABAQUS建立的劲性复合桩有限元模型的合理性和正确性,使模拟分析所得结论在实践中具有指导意义。(2)采用ABAQUS大型有限元模拟分析软件建立了PHC管桩和水泥土搅拌桩模型,与劲性复合桩模型的受力情况进行对比分析。模拟结果显示:单一水泥土桩因为没有桩芯,向下传递荷载的能力大大降低,只能自身承担全部荷载,又由于材料强度低桩身刚度小,Q-S曲线呈现出急进式破坏,承载能力远远低于复合桩;对比PHC桩的Q-S曲线与劲性复合桩差距不是很大,但PHC单桩承载力高的优势没有发挥出来,并增加了成本;劲性复合桩综合了两桩的特点,形成荷载由芯桩向下传递的同时通过界面摩阻力传递给水泥土桩再到桩周土体的传递模式,更合理的荷载分布大大提高了复合桩的承载能力。(3)对劲性复合桩有限元模型选取不同弹性模量的桩端土、桩侧土和水泥土桩,给出了在一定地质条件下水泥土桩弹性模量的建议取值;对比讨论了桩端土与桩侧土对劲性复合桩受力特性及沉降的影响,桩侧土的性质特点比桩端土对桩的沉降影响更大。
【学位单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU473.1
【部分图文】：

（3）贮罐基础图 1-1 桩的应用实例Fig.1-1 Application examples of pile种或者多种桩型的优点，做到对单一桩型高以及桩顶沉降减小。在我国在中东部特别被广泛应用。越来越多的桩型组合形式还土桩和钢管桩进行组合，表现出水泥土良能力，SWM 组合桩施工速度快，在环境保用。复合灌注桩组合了水泥土桩和灌注桩桩特性以及单桩承载力都明显优于普通灌有长短桩的组合桩基形式，这种形式主要可以克服单一短桩沉降量大又避免单一芯桩 PHC 桩的桩身刚度、抗压能力和高压

图 1-2 劲性复合桩示意图Fig.1-2 Schematic diagram of strength composite pil现状概念和应用起源于日本，当时大多采用型钢90 年代初我国将该技术的应用范围扩展，在案例，混凝土桩是当时我国应用最为广泛的符合了我国的实际国情。此项桩基技术在我20 多年的历史，但已明显呈现出良好景象和从房建工程等地基基础到市政工程、公路路桩的应用已经基于我国实情发展成为地基基向。目前，国内外对劲性复合桩的研究现状W 工法在日本问世[12]。在基坑支护时，将

性复合桩聚集了预制预应力管桩和水泥土搅拌桩的优点，利用 PH的特点传递给压缩模量高的水泥土桩，水泥土桩直径大，摩擦力大决了搅拌桩受力传递问题。由于水泥土桩施工不存在灌注桩泥皮合桩获得更高的承载力。桩身设计中，通孔控制预制预应力管桩 PHC 的截面、混凝土标号水泥掺量和施工工艺，保证水泥土有足够的强度使混凝土劲芯和水好的粘合，结合成一个牢固的整体，不会在劲性复合桩受荷载后和，导致复合桩破坏前混凝土劲芯和水泥土的粘合受到破坏，因此劲虑桩身强度和周围土质条件两方面，劲性复合桩的端承力只作为据芯桩与复合桩长度的差别，可将劲性复合桩分为短芯劲性复合桩合桩和长芯劲性复合桩[37]，三种桩的示意图如下图 2-1 所示。这三及传力机理也因芯桩的长度不同而有所差别。
【参考文献】

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本文编号：2893341