大直徑鋼管樁水平承載特性研究.pdf

1、單樁基礎(chǔ)以其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計方法相對成熟，施工便捷且技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢突出的特點被建筑行業(yè)廣泛使用。近年來，隨著海洋工程的發(fā)展，跨海大橋的修建，特別是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，樁基礎(chǔ)呈現(xiàn)出直徑不斷增大、入土深度不斷加深的發(fā)展趨勢，樁基礎(chǔ)設(shè)計的重點也逐步由豎向承載力控制過渡到有效控制樁的水平變位。結(jié)合單樁基礎(chǔ)形式的發(fā)展，其水平承載力的確定方法主要基于小直徑或中小直徑鋼管樁或鋼筋混凝土灌注樁的研究成果，各國的相關(guān)行業(yè)規(guī)范也沒有具體針對大直徑樁的設(shè)計方

2、法，因此大直徑樁水平向承載特性的研究具有重要的理論意義和實際指導(dǎo)意義。本文以大直徑鋼管樁水平承載特性為研究核心，開展了以下幾方面的研究工作。
　　 通過閱讀文獻(xiàn)，分析總結(jié)水平承載樁的發(fā)展應(yīng)用演變過程、主要研究成果，存在的問題以及今后的發(fā)展方向。闡述了樁基水平承載力計算的m法、p-y曲線法、極限地基反力法、綜合剛度與雙參數(shù)法的理論基礎(chǔ)和適用范圍，編制了相應(yīng)的計算程序，與數(shù)值模擬結(jié)果相互校準(zhǔn)，并分析了樁基徑長比對水平承載力的影響。提

3、出了大直徑樁水平變位計算中應(yīng)考慮薄殼破壞效應(yīng)的概念，采用理論方法對實際工程中的單樁進(jìn)行水平承載力分析，重點研究單樁徑長比變化對水平向承載模式的影響。結(jié)合福建某海上風(fēng)力發(fā)電工程實例，采用不同理論方法分析了水平荷載作用下大直徑樁的變形模式，對計算結(jié)果進(jìn)行比較，提出了不同理論方法應(yīng)用于大直徑單樁水平承載力計算適用性。
　　 研究表明，現(xiàn)有的計算樁基水平向承載力與變形的方法對大直徑樁的適用性有待探索，大直徑鋼管樁的破壞模式應(yīng)引入薄殼穩(wěn)定

4、性理論考慮局部屈曲并應(yīng)考慮初始缺陷導(dǎo)致的屈曲及后屈曲情況。在水平荷載作用下，對徑長比小于1/20的小直徑樁，m法計算比較合適，對徑長比大于1/20且小于1/10的大直徑樁，用p-y曲線法計算更能恰當(dāng)?shù)胤从硺秱?cè)土的塑性破壞，計算結(jié)果與工程實際吻合較好。大直徑的鋼管樁在水平荷載作用下將產(chǎn)生局部屈曲，且屈曲破壞的變化趨勢極為復(fù)雜，本文給出了判定鋼管樁局部屈曲的公式，在設(shè)計時，除需滿足單樁的水平承載力要求，尚需對其殼體穩(wěn)定性進(jìn)行驗算。采用梁單元