论文部分内容阅读
首先,本文分析了已有的三种桩基竖向静力载荷试验方法(堆载法、锚桩反力架法和自平衡法)存在的种种缺陷:堆载法费时、费力;锚桩法需增加锚桩费用且不适用于桩侧摩阻力较小的情况;自平衡法不适用于端承桩,不能实现抽检,且受力情况与实际不符等。指出研发真空负压静力试桩方法的必要性。 然后,针对真空负压试桩方法可能产生的关键问题进行分析,并就在天然地基上进行试桩时真空区地基稳定性进行有限元分析,结果表明,若不对地基进行处理(即在天然地基上进行试桩),常规渗透系数的饱和土体都不能承受80kPa真空度而导致失稳。 随后在用砂井处理真空区下方地基条件下,对其进行重新分析。通过变化上部土层渗透系数、砂井打设深度、上部土体孔隙比、弹性模量(泊松比)和粘聚力(内摩擦角)等五种参数,进行大量有限元计算,得出以下结论: (1) 土体中渗流产生的水力梯度大于土层临界水力梯度是土体破坏的首要原因; (2) 土体中最大水力梯度随渗透系数减小而增大,从水力梯度角度讲真空负压试桩法更适合于渗透系数较大(k>1×10-8m/s)的地基土体; (3) 土层渗透性好,砂井打设深度较浅就能满足水力梯度的要求;若浅部土层渗透系数较小(k≤1×10-8m/s)且不是很深,建议将砂井打穿此浅部土层,到达渗透系数较大的土层; (4)孔隙比对试桩过程影响不大,但它通过影响土体其他参数间接发挥作用;弹性模量(泊松比)对试桩过程桩体和土体的沉降影响较大,但对孔隙水压力没有影响。 本文最后对堆载法和真空试桩法进行了有限元对比分析,主要得出以下结论: (1)真空试桩法Q—s曲线较堆载法平缓,即同级荷载下,真空负压试桩法沉降比堆载法略小,这是真空法进行部分深度地基处理增大了浅部桩周摩阻力的原因; (2)堆载法引起的地表沉降可以忽略不计;真空法对真空区及真空区外一定宽度范围地表沉降影响较大,不能忽略。