【正文】 本科畢業(yè)論文 樁基豎向承載力研究 VERTICAL BEARING CAPACITY OF THE PILE FOUNDATION 學(xué)院（部）：理學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 力學(xué) 081 學(xué)生姓名： 陳 陽 指導(dǎo)教師： 劉 偉 教授 2020 年 5 月 31 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 I 樁基豎向承載力研究 摘要 本文以江陰長江大橋北塔橋墩鉆孔灌注樁工程為背景，基于大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析了該地區(qū)大直徑深長鉆孔灌 注樁在豎向荷載作用下樁土體系荷載傳遞的過程和規(guī)律，對(duì)涉及樁側(cè)和樁端阻力性狀的許多方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。通過試樁的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得出本地區(qū)一些土層的側(cè)摩阻力達(dá)到極限狀態(tài)所需樁土相對(duì)位移的范圍，對(duì)于相似土性的土層，埋深越深側(cè)摩阻力達(dá)到極限所需的樁土相對(duì) 位移越大。 對(duì)該工程 1， 2號(hào)試樁的曲線進(jìn)行分析，得出該地區(qū)有關(guān)樁頂荷載與沉降關(guān)系的一些結(jié)論，并按一定樁頂沉降量計(jì)算得到直徑 ，為以后的設(shè)計(jì)提供了參考，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 針對(duì)樁基工程應(yīng)用中的兩個(gè)首要問題：承載力計(jì)算和沉降計(jì)算進(jìn)行了研究，并對(duì)嵌巖樁 和非嵌巖樁分別得出了工作荷載下單樁沉降的估算公式，同時(shí)又分別研究了在工作荷載和極限荷載下的樁頂沉降關(guān)系。 關(guān)鍵詞：大直徑深長鉆孔灌注樁，極限承載力，沉降 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 II VERTICAL BEARING CAPACITY OF THE PILE FOUNDATION ABSTRACT In this paper the jiangyin Yangtze river bridge north tower bridge pier castinplace pile engineering as a background, based on a lot of the field measured data, this article analyses the region deep in large diameter castinplace pile under vertical load of the pile soil system load transfer process and rule, to involve pile sides and bottom resistance many aspects of characters in detail through the test pile of measured data in the soil that some of the frictional needed to limit state relative displacement of the pile soil range, for the similar endemic soil layer, the deeper the buried depth side friction limits the pile soil relative displacement is bigger. For the project of 1, 2, the curve of the pile test for analysis, that the region on pile top load and settlement of the relationship between some conclusions, and according to certain calculated pile top settlement of meters in diameter of the pile of ultimate bearing capacity, provide the design for later reference, has certain practical value. For pile foundation engineering application of two first problem: bearing capacity calculation and settlement calculation, and of rocksocketed pile and the rocksocketed pile obtained respectively working load pile settlement order the estimate formula, and at the same time, were studied in the work load and limit load of the pile top settlement relationship. KEY WORDS: deep of large diameter bored piles, limit bearing capacity and settlement 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 i 目錄 摘要（中文） ??????????????????????????? Ⅰ 摘要（外文） ???????????????????????????Ⅱ 1 緒論 ?????????????????????????????? 1 1． 1 概述 ?????????????????????????? ?? 1 樁及樁基礎(chǔ)的分類 ????????????????? ?? 2 單樁豎向極限承載力 ???????????????? ?? 5 1． 2 大直徑深長鉆孔灌注樁 ????????????? ????? ?? 5 1． 2． 1大直徑深長鉆孔灌注樁的定義 ????????? ???? 5 1． 2． 2大直徑深長鉆孔灌注樁的特點(diǎn) ??????? ?????? 6 1． 3 大直徑深長鉆孔灌注樁單樁豎向承載性狀理論研究方法現(xiàn)狀 ???? 7 1． 3． 1 荷載傳遞法 ??????????????????? ?? 7 1． 3． 2 彈性理論法 ??????????????????? ?? 8 1． 3． 3 剪切位移法 ??????????????????? ?? 8 1． 3． 4 有限元法以及其它方法簡化 ????????????? ? 8 1． 3． 5 灰色系統(tǒng)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和最優(yōu)化理論 ????? ?? 9 1． 3． 6 試驗(yàn)方法 ????????????????????? ? 10 1． 4 提高豎向承載力措施 ??????????????????? ?? 11 問題的提出及研究意義 ?????????????????? ?? 11 本文的研究思路和所做工作 ???????????????? ?? 12 2 單樁豎向承載力 ???????????? ??????????? ?? 13 近似理論法 ??????????????????????? ?? 13 樁端阻力的計(jì)算 ???????????????????? ?? 14 樁側(cè)摩阻力的計(jì)算 ??????????????????? ?? 14 直接試驗(yàn)法 ??????????????????????? ?? 16 極限承載力外推法 ???????????????????? ?? 18 小結(jié) ??????????????????????? ????? 20 3 大直徑深長鉆孔灌注樁 現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)究 ???????????? ?? 21 工程試樁簡況 ?????????????????????? ?? 21 試驗(yàn)成果??????????????????????? ??? 25 1號(hào)試樁極限承載力的判斷???????????? ???? 29 2號(hào)試樁極限承載力的推算???????????? ???? 29 對(duì)北塔橋墩直徑 2m 磚孔灌注樁極限承載力的估算值? ???? 33安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 ii 4．大直徑深長鉆孔灌 注樁單樁的豎向承載性能及荷載沉降關(guān)系的研究 ?? 35 4． 1 樁土體系的荷載傳遞基本理論 ?????????????? ???? 35 4． 2 荷載傳遞法的基本計(jì)算理論???????????????? ??? 36 4． 2． 1荷載傳遞解析法 ????????????????? ???? 38 4． 2. 2荷載傳遞位移協(xié)調(diào)法 ??????????????? ???? 38 4． 3荷載傳遞法的應(yīng)用 ??????????????????? ???? 39 4． 4大直徑深長樁的承載性狀類型 ????????????? ? ???? 43 4． 4． 1承載性狀分類 ??????????????????? ???? 43 4． 5大直徑深長鉆孔灌注樁的進(jìn)一步試驗(yàn)研究????????? ???? 44 4． 5． 1三種不同荷載階段下單樁受力變形的特性研究???? ???? 44 4． 6 單樁沉降估算 ????????????????? ??????? 45 4． 6． 1概述 ??????????????????? ??????? 45 4． 6． 2單樁沉降組成 ??????????????? ??????? 46 4． 6． 3工作荷載下單樁沉降估算 ?????????? ? ?????? 47 4． 6． 4極限荷載下單樁沉降分析?????????? ??????? 49 4. 6. 5ansys模擬分析 ?????????????? ??????? 51 5 結(jié)論與展望 ???????????????????? ??????? 55 結(jié)論 ????????????????????? ??????? 55 展望 ????????????????????? ??????? 55 參考文獻(xiàn) ????????????????????? ???????? 57 致謝 ?????????????? ??????? ?????????? 59 安徽理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 第 1章 緒論 1． 1 概述 樁基礎(chǔ)是一種常用的基礎(chǔ)形式，是深基礎(chǔ)的一種。當(dāng)天然地基上的淺基礎(chǔ) 沉降量過大或地基穩(wěn)定性不能滿足建筑物要求時(shí)，常采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的主 要功能是將荷載傳至地下較深處的密實(shí)土層，以滿足承載力和沉降的要求。樁 基礎(chǔ)具有承載力高、沉降速率低、沉降量小而且均勻等特點(diǎn)，能承受垂直荷載、 水平荷載、上拔力及由機(jī)器產(chǎn)生的振 動(dòng)或動(dòng)力作用等。 樁基的應(yīng)用雖然己經(jīng)經(jīng)歷了漫長的歷程，然而審視現(xiàn)狀，環(huán)顧世界各地，樁基的生命依然顯得年輕，其應(yīng)用前景仍然十分廣闊。上世紀(jì) 70年代以來，從國際范圍看，單承載力與變形機(jī)理、設(shè)計(jì)理論、工程應(yīng)用等均取得了新進(jìn)展，樁型、沉樁技術(shù)與設(shè)備也有創(chuàng)新，樁基礎(chǔ)作為一種古老和傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式隨著工程實(shí)踐和科學(xué)研究的發(fā)展，不斷煥發(fā)出新的技術(shù)潛能。 隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口 碼頭、海上采油平臺(tái)及核電站等工程中已大量采用樁基礎(chǔ)，樁基已成為我國工程建設(shè)中最為重要的基礎(chǔ)形式，在所有樁基 類型中，灌注樁應(yīng)用較為普遍，其中尤以鉆孔灌注樁為主。 目前在高、重結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式中，特別是陸上的建筑工程及橋梁工程中，采用鉆孔灌注樁施工效率高，經(jīng)濟(jì)效益明顯，故鉆孔灌注樁在我國得到廣泛的應(yīng)用，且為了滿足建筑物承載力需要，大直徑鉆孔灌注樁在我國已成功應(yīng)用于許多高層、重型建筑以及橋梁等市政工程中，樁的長度也隨之增加，樁的容許承載能力可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬 kN以上，并能滿足水平荷載的要求。目前，大直徑鉆孔灌注樁的直徑已達(dá) 5m，甚至更大，入土深度已達(dá) 120m以上。無錫八百伴商貿(mào)中心樁基試樁直徑 lm，樁長 ；南京長江 二橋 2個(gè)主塔樁基鉆孔灌注樁直徑 3． 0m的，樁長達(dá) 83 m和 102 m；蕪湖長江大橋樁基礎(chǔ)運(yùn)用了樁徑 2． 5m和 3． 2m，有效樁長 5