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竖向荷载作用下人工挖孔桩护壁与桩身相互作用及其承载力贡献研究

余海见  
【摘要】:针对目前人工挖孔桩的设计并没有考虑护壁结构对桩身竖向承载力的贡献这一实际问题。本文利用有限元软件ANSYS建立有无护壁结构这两种工况下的人工挖孔桩与岩土介质相互作用的三维模型,对人工挖孔桩的护壁结构、桩身结构与岩土介质的相互作用规律;护壁结构对桩竖向承载力的贡献度;在工程设计时应怎样考虑护壁结构对基桩工程经济性的影响等问题进行了研究。计算分析结果表明: 1、分段式护壁、桩土体系与传统人工挖孔桩在竖向荷载作用下的荷载传递过程基本一致。但是,护壁外侧摩阻力与桩侧摩阻力沿深度变化形式不一样。在单桩的总承载力中分段式护壁、桩土中的侧摩阻力比传统人工挖孔桩侧摩阻力提高10.7%。 2、分段式护壁、桩土体系与传统人工挖孔桩在竖向荷载作用下的沉降特征一致,但是相同荷载作用下分段式护壁、桩土体系的桩身沉降比传统桩土的桩身沉降要减小37.0%。 3、分段式护壁结构对人工挖孔桩竖向极限承载力的贡献为20%左右。 4、总结出按承载力控制和沉降控制时分段式护壁对桩竖向承载力贡献度的统一量化公式。 本文研究成果丰富了分段式护壁结构、桩身结构及岩土介质的相互作用机理等方面的理论,对桩基础设计理论和工程实践具有一定的参考价值。


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