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近年来,静力压桩作为一种环保型的送桩方式已经得到了广泛的应用。与普通打桩方式相比,该法无震动、无噪音,适合于闹市区作业:节约材料,降低成本;施工质量容易得到保证;可定量观察整个沉桩过程,桩的承载力有保障;施工文明,场地清洁,桩头布置整齐;以及接桩方便和经济效益高等较多优点,具有显著的技术经济优势。
在现有的工程应用中,对于压桩贯入问题仍采用油压千斤顶分级加载的模式进行逐级压入。该法直接施加压力,使桩向下贯入某一距离,分段逐级加载。初始压桩力要通过试算确定。在压桩过程中压桩力是变化的量,不能很有效地运用有限元程序解决这个问题,而且花费机时太多,不能满足实际工程的需要。
本文在总结前人研究的基础上,系统的分析了静压桩在不同贯入阶段的受力和位移变化情况,初步提出了施工中减小静压桩挤土作用的有效措施,并进行了深入细致地研究。
主要研究内容如下:
(1)在查阅文献的基础上,回顾了静压桩的研究历史及现状,讨论了静压桩施工的优点,并指出该法在目前应用过程中存在的一些问题。
(2)详细阐述了软粘土主要的基本物理力学特性,总结了静压桩沉桩过程中产生挤土效应的相关理论。
(3)对静力压桩初始阶段进行数值模拟分析,得出静压桩产生的地表面水平和竖向位移场的变化特征,并通过与理论公式计算对比,分析了压桩的影响范围。
(4)对静力压桩不同特征阶段模拟分析,得出静压桩桩尖土层土体的水平和竖向位移特征,分析压桩对土体的影响范围。同时对静压桩的位移控制压桩速率给出了参考值。
(5)总结了一些工程实例,深入探讨了静力压桩阶段基桩弹塑性变形过程;压桩时桩身附近土体水平位移特征;压桩过程中场地隆起情况的变形特征。
(6)针对静压桩施工中的挤土问题采取了一些有效的防治措施。