[博士]超大钻孔灌注群桩基础沉降特性研究[2005]

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标签：路桥毕业设计桥梁超长大直径博士

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内容简介

学科专业：桥梁与隧道工程
　　授予学位：博士
　　学位授予单位：东南大学
　　学位年度： 2005年
　　近年来，随着我国经济建设的发展，修建了大量公路桥梁。正在建设的苏通长江公路大桥是目前世界主跨最长的斜拉桥，其主塔的基础采用超长大直径钻孔灌注群桩。调研发现，对于普通群桩的研究较多，对超长大直径单桩研究较少，而对超长大直径钻孔灌注群桩的理论基础研究和工程应用研究则屈指可数。
　　普通群桩沉降的计算方法有多种，目前大都是采用有限元数值模拟方法，而针对超长大直径钻孔灌注群桩沉降计算的工程实用方法研究几乎是空白。鉴此，针对苏通长江公路大桥主桥南塔超长大直径钻孔灌注群桩基础的群桩效应系数及其沉降进行反复计算、对比、分析与研究。
　　首先，基于应力叠加的原理推导并求出不同布桩形式并能综合反映桩数、桩长、桩径、桩距及其土性诸多因素影响的群桩效应系数理论计算公式，且由这些公式计算的群桩效应系数值与离心模型试验值很逼近；同时指出，当布桩面积相等时，群桩基础采用梅花形布置与采用正方形、菱形稚置相比，其群桩效应系数最大，呈矩形布桩的群桩基础单位承台面积上的群桩效应系数最大；在保持桩距不变时，桩长相等的大直径群桩，桩数的变化基本不引起群桩效应系数的变化。
　　其次，通过反复计算发现，按国内四种现行规范方法计算超长钻孔灌注群桩基础的最终沉降量的理论值都偏大，而按照相应规范确定的沉降经验系数修正后其值又偏小：
　　计算还发现，按照从外围基桩以万／4来考虑应力扩散作用并兼顾桩端处白重应力的传统方法求得的桩端竖向附加应力非常小，用之于超长群桩沉降计算并不合理。
　　再次，通过研究表明，群桩桩端竖向附加应力值对沉降计算非常重要。采用Boussinesq解最大的缺陷是该方法本身无法求得桩端竖向附加应力。若采用相同的桩端竖向附加应力，基于Boussinesq解计算得到群桩沉降的理论计算值较之于基于Mindlin解Geddes简化方法的理论计算值，虽然较大，但是对于1／2主桥索塔群桩而言，其差值与离心模型试验的沉降值相比，不超过30．4％。因此，只要能比较准确计算群桩的桩端竖向附加应力，采用Boussinesq解计算沉降仍能满足工程设计的要求。
　　最后，提出超长钻孔灌注群桩考虑桩身压缩变形量和按照应力扩散角万／4直接求桩端竖向附加应力的沉降实用计算方法及公式。
　　

【博士】超大钻孔灌注群桩基础沉降特性研究【2005】