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1、摘要摘要近年来，随着中、高层建筑及大跨度桥梁的迅猛增多，超长大直径钻孔灌注桩以其具有较高单桩承载力的优点在工程上应用数量急剧增多。同时，施工设备和技术水平的提高，也使得超长桩在工程中的应用成为可能。此外，后压浆技术在我国的钻孔灌注桩工程中得到了广泛的应用这项技术通过改善桩的承载特性，可以有效地提高单桩承载力，减少桩的沉降尽管超长桩已被大量使用，但对这类桩，特别是采用后压浆技术的超长桩的承载特性到目前为止还很不清楚，超长桩的设计仍按普通桩的计算理论进行，迄今还没有符合实际的计算方法。超长桩的现行规范设计法并非建立在超长桩的承载变形机理深入研究的基础之上，存在理论与实际之间的矛盾，因此，开展超长桩
2、承载性状研究和提出超长桩合理的设计方法不仅是桩基理论自身发展的需要，更是工程界的迫切要求。有鉴于此，本文针对这一课题主要进行了以下几个方面的工作：首先，在国内外众多学者研究工作的基础上，对超长桩工程性状特征进行了总结。其次，利用数值分析软件对超长桩的承载性状开展研究，对北京某一具体工程实例进行分析。计算和实测结果基本规律一致，说明用数值模拟方法分析桩基承载性状是可行的。同时对荷载一沉降曲线、桩身轴力和桩侧摩阻力的实测结果进行了分析，得出了一些有益的结论最后，在工程实例的分析基础上，分析了均质土中，不同深度优势层以及不同深度桩侧压浆对桩身轴力和桩侧摩阻力发挥的影响。本文的创新之处：建立了超长桩在
3、竖向荷载下承载性状分析的数值模型，并提出了一种后生成桩土界面的建模方法：根据数值分析软件计算出的超长桩轴力传递、桩侧摩阻力发挥的规律，提出了侧阻发挥随埋深变化的影响系数和压浆效果随埋深变化的影响系数破这两个概念，为使用数值分析软件进行桩基工程设计提供了可能。关键词；超长桩；后压浆；承载性状；数值分析；埋深效应铲锄丽锄铭私托弘髓舶鲫舐鲥曲劬诵恤孤西列戗，净锄重删龆销韶，眦抒酣刚鹤觚锄哺舶柚髓曲棚盯印懿，馏蛐，曲咖吨，啦锄韶，砌鲫铝耐饥，铝印“圮鹤聪盯私触翩】，嚣撕代邵矾】昏鹤锄也唧】锄孤砌够曲伽担锄：陆，嬲懿岫嘶），锄西醯婵晌皿龇舭朝嚣姐也既，咄姗舷卜船睁氐鲫触跹血锄啪唱托诵龉嘶懿缸璐哪姐也鞠咖
4、锄硎翎虹，也埘缸瞄：坝鹊蚰也姐铋由懿锄，棚戗血蛆丘枷眦蒯硎锚，稻训缸麟喇鸭锄唧盯啪灿吼盯一，“均锚毗鲫耐：叩嘲埘娜矗砌吨也璐鹳，缸峙。孕撇，“帕：曲曲印丘曲如蚯蛆掣删妊碱伍舭既鹤乜趾鹤豳跚“髓衄出北京工业大学工学硕士学位论文眦曲脚；唧蛀；如瑚；朝曲印腩独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：盟日期：巡关于论文使
5、用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）第章绪论引言第章绪论近年来，随着中、高层建筑及大跨度桥梁的迅猛增多，针对这些构筑物高、重以及沉降控制严格的特点，当地基承载力及桩的变形不能满足设计要求时，同时承台、桩数以及桩径又不能增加的情况下，加大桩长是一种最直接的方法，因此超长大直径钻孔灌注桩以其具有较高单桩承载力的优点在工程上应用数量急剧增多，而且很多高层建筑还采用了大直径超长桩与单柱（单桩单柱）的结构形式。
6、例如，上海世界环球贸易中心、金茂大厦采用了入土深度大于的钢管桩，浦西的港汇大厦采用了入土深度达的钻孔灌注桩。在福州，由于其淤泥层较厚个别地方深达，因此一般选用风化岩作为持力层的桩基均超过，如龙泉大厦采用桩长在天津地区超长桩的使用也非常普遍，如：远洋大厦、澳东大厦、泰达大厦、欧加华国贸中心大厦以及彩虹大桥、海河大桥等上程均采用了大于的超长钻孔灌注桩【”。北京地区由于土层条件较好，在一般工程项目中对超长桩的使用并不普遍，但在一些重点过程，如国家体育场、中央电视台新址等工程中，也采用了桩长超过的长桩。尽管超长桩己被大量使用，但是目前对超长桩的荷载传递机理尚认识不足，仍旧采用规范中的短桩计算理论，该理
7、论存在诸多的不合理之处隆】：（）该理论假定桩侧摩阻力和桩端阻力同时达到极限状态，再计入安全系数得到基桩的竖向承载力实际上超长桩的侧阻远先于端阻发挥，而且端阻往往难以达到极限；（）该理论认为桩的侧阻和端阻与桩一土体系的变形无关，实际上尤其是大直径超长桩，桩顶的沉降量对桩身竖向承载力起着重要的控制作用同时上部结构对桩顶的沉降是有要求的：（）该理论没有计入基桩长径比对竖向承载力的影响，大量的试验研究表明桩身长径比对端阻发挥程度及基桩破坏模式影响较大因对超长桩承载机理研究不成熟，一些设计人员在某些工程中盲目增加桩长，以致产生很大的浪费。现行规范对超长桩的设计并非建立在超长桩的承载变形机理的基础之上，存
8、在理论与实际之间的矛盾，因此，研究超长桩荷载传递机理不仅是桩基理论自身发展的需要，更是工程界的迫切要求北京工业大学工学硕士学位论文单桩承载特性的研究方法现状竖向荷载作用下单桩受力特征（）桩的侧阻力根据传统经验，桩的极限侧阻发挥所需位移主要受土类和土性影响。一般对于粘性土该位移约为：对于砂性土约为。对于加工软化型土（如密实砂、粉土、高结构性黄土等）所需位移较小，且侧阻甄达最大值后随位移的增大而有所降低；对于加工硬化型土（如非密实砂、粉土、粉质粘土等）则所需位移较大，且极限特征点不明显【】。当桩身受荷向下位移时，由于桩土问的摩擦阻力将带动桩周土体位移，相应地在桩周环形土体中将产生剪应变和剪应力，并沿径向向外一环环扩散，在离桩轴一定距离栉（为桩的直径；尼，随桩顶竖向荷载水平、土性而交）处剪应变减小到掣瑚。同时，按土力学理论，桩侧摩阻力与作用于桩身的水平有效应力有关，如式（）和式（）【。吼。盯。舻（）或以盯喀（）随着深度的增大，作用在桩身的水平有效应力成正比增大，桩侧摩阻力也应逐渐增大。但实际上并非如此【由于桩打入土中时的挤土作用，在地表浅部形成隆起、产生径向裂隙；打桩引起的侧向幌动，桩土间形成间隙，地下水沿间隙渗入，使在地表以下约（一桩径）范围内桩侧摩阻力基本丧失，再向下约（）范围内的桩侧摩阻力有所降低。在桩底端附近，由于桩端阻力的影响，侧向应力有所松弛，或出
