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超长桩基础在减小沉降、增大承载力等方面具有很大的优势,工程上越来越多地采用超长桩基础。本文背景工程宁波市绕城高速公路,全线共有桩基础约15800根,桩长一般60~80m,部分桩长超过100m。虽然超长桩大量应用,但这类桩的荷载传递机理到目前为止还不清楚,现行规范对超长桩的设计并非建立在充分研究超长桩的承载变形机理的基础之上,存在理论与实际之间的矛盾,因此,本文结合宁波市交通局科技计划项目《宁波绕城公路东段软土地区超长桩承载特性研究及应用》,通过理论分析、现场试验、数值模拟及统计分析等方法,对宁波绕城公路东段软土地区超长桩承载特性进行了研究。开展的主要工作及取得的成果如下:
首先,通过大量文献调研,总结了普通桩基桩土共同作用的理论研究现状、超长桩荷载传递机理方面的研究方法及取得的研究成果,揭示了其中还存在的一些问题。
其次,详细介绍了宁波绕城公路东段软土地区超长桩的静载荷试验,通过对试验结果的分析,得出了如下结论:
超长桩的荷载-沉降曲线大多呈缓变型;超长桩在极限荷载作用下桩端阻力发挥都比较小、桩端土一般只发生弹性压缩、很少发生剪切破坏、桩身压缩量比较大;超长桩侧阻力的发挥与位移的关系、端阻力的发挥与位移的关系大多都符合双曲线函数关系。
然后,选用双曲线函数作为荷载传递法的传递函数,拟合求得桩侧各典型土层及桩端土层的荷载传递参数。为得到宁波绕城公路东段地区超长桩的桩侧土层的荷载传递参数的可靠代表值,将所有26根试桩的桩侧典型土层侧摩阻力-位移数据分土层提取,运用统计学知识进行统计分析,得出适合于该地区的荷载传递参数建议取值。
最后,运用这些参数统计值,通过位移协调法模拟超长桩Q-S曲线并与实测结果、有限元数值模拟结果进行对比,验证了双曲线函数作为宁波绕城公路东段地区超长桩荷载传递函数的合理性、该项目地区典型土层的荷载传递参数统计值的可靠性。