支盤樁理論研究及工程應用

前言

　　樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)形式之一，也是迄今為止應用最為廣泛的建筑物基礎(chǔ)和支護構(gòu)件。作為建筑物基礎(chǔ)，它適用于上部建筑物荷載較大，而作為持力層的土層又埋藏較深的情況。樁基技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，在樁型和施工工藝等方面更為多樣化，在樁基設(shè)計和施工領(lǐng)域中產(chǎn)生了許多新概念和新理論；由于單樁的設(shè)計承載力越來越大，設(shè)計者不得不從諸如樁身材料優(yōu)選、加大樁身截面、追求新的有效的成樁工藝等途徑來加大樁的承載能力，因此出現(xiàn)了各種新型高承載力的改良樁系；與此同時，電子計算機和數(shù)值計算方法的巨大成就給樁基設(shè)計提供了方便快捷的研究方法，樁基的設(shè)計理論也向著更完善的目標發(fā)展。支盤樁由主樁和若干個承力盤組成，采用普通鉆機成孔、通過專用裝置在沿樁身深度范圍內(nèi)的地基土中各硬土層來設(shè)置承力盤和分支，增加了樁體受力范圍，增大了樁的端阻力和側(cè)摩阻力，具有很大的承壓、抗拔和抗水平荷載能力，而且穩(wěn)定性好。支盤樁技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，由于其無可比擬的優(yōu)點便為廣大學者和技術(shù)人員所關(guān)注并進行了大量的研究，使這一技術(shù)在工程中得到廣泛應用。　　本書首先綜述了樁基礎(chǔ)的發(fā)展歷史，總結(jié)了支盤樁出現(xiàn)以來的研究成果，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對支盤樁豎向承載力估算公式進行了較為全面的總結(jié)；結(jié)合支盤樁在濕陷性黃土地基中的應用實例，分析了樁周土層的性質(zhì)對樁基承載力和變形的影響；利用有限元分析軟件對水平荷載作用下支盤樁單樁和群樁的受力和變形性狀進行了數(shù)值模擬分析，初步了解了支盤樁樁身幾何參數(shù)和樁周土體參數(shù)對其承載力的影響；最后介紹了支盤樁的一些改進成果?！　∪珪卜?章，由高笑娟、朱向榮擔任主編，其中第1章由浙江大學朱向榮編寫；第6～9章由河南科技大學高笑娟編寫；第2、3章及參考文獻由河南科技大學白曉紅編寫；第4、5章、附錄A由河南科技大學劉豐軍編寫；附錄B、C由河南科技大學李躍輝編寫；全書由高笑娟負責統(tǒng)稿?！　”緯诰帉戇^程中引用了許多專家、學者的研究成果和資料，在此一并表示感謝。由于作者水平所限，書中難免有不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書首先綜述了樁基礎(chǔ)的發(fā)展歷史，總結(jié)了支盤樁出現(xiàn)以來的研究成果，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對支盤樁豎向承載力估算公式進行了較為全面的總結(jié)；結(jié)合支盤樁在濕陷性黃土地基中的應用實例，分析了樁周土層的性質(zhì)對樁基承載力和變形的影響；利用有限元分析軟件對水平荷載作用下支盤樁單樁和群樁的受力和變形性狀進行了數(shù)值模擬分析，初步了解了支盤樁樁身幾何參數(shù)和樁周土體參數(shù)對其承載力的影響；最后介紹了支盤樁的一些改進成果。    本書可供結(jié)構(gòu)設(shè)計、土建施工等領(lǐng)域的技術(shù)人員參考，也可供大專院校土建專業(yè)師生參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  樁基礎(chǔ)概述    1.1.1  樁基礎(chǔ)的發(fā)展簡況    1.1.2  樁基礎(chǔ)的分類    1.1.3  樁基礎(chǔ)的發(fā)展趨勢  1.2  支盤樁的發(fā)展和研究現(xiàn)狀    1.2.1  支盤樁的概念和發(fā)展簡史    1.2.2  擠擴支盤樁的特點    1.2.3  旋擴珠盤樁第2章  支盤樁的巖土工程勘察  2.1  巖土工程勘察    2.1.1  巖土工程勘察的任務(wù)    2.1.2  工程地質(zhì)條件    2.1.3  巖土工程勘察等級的劃分    2.1.4  巖土工程勘察階段的劃分  2.2  巖土工程勘察成果報告    2.2.1  文字部分    2.2.2  圖表部分    2.2.3  巖土工程勘察應注意的問題  2.3  巖土工程勘察方法    2.3.1  工程地質(zhì)測繪與調(diào)查    2.3.2  勘探和取樣    2.3.3  工程現(xiàn)場試驗    2.3.4  勘探手段的選擇    2.3.5  現(xiàn)場檢驗及觀測    2.3.6  勘察資料的室內(nèi)整理  2.4  支盤樁的主要勘察內(nèi)容    2.4.1  樁基勘察的主要內(nèi)容及勘察要求    2.4.2  擠擴支盤樁巖土勘察要點第3章  支盤樁的施工  3.1  支盤樁的施工工藝    3.1.1  支盤樁施工的一般程序    3.1.2  支盤樁施工成孔方法及輔助工法  3.2  擠擴支盤樁的施工機械    3.2.1  鉆擴分離式施工裝置    3.2.2  鉆擴一體機  3.3  施工過程中的注意事項    3.3.1  成孔施工注意事項    3.3.2  支盤施工注意事項    3.3.3  鋼筋籠施工注意事項    3.3.4  混凝土澆筑施工注意事項  3.4  支盤樁的檢測    3.4.1  擠擴支盤樁的檢測方法    3.4.2  旋擴珠盤樁的檢測方法  3.5  支盤樁的質(zhì)量控制    3.5.1  成孔質(zhì)量控制    3.5.2  盤位質(zhì)量控制    3.5.3  擠擴支盤質(zhì)量控制    3.5.4  清孔質(zhì)量控制    3.5.5  澆灌混凝土質(zhì)量控制    3.5.6  鋼筋籠質(zhì)量控制    3.5.7  成樁質(zhì)量控制  3.6  支盤樁構(gòu)造要求  3.7  擠擴支盤樁的適用要求    3.7.1  擠擴支盤樁的適用性    3.7.2  支盤樁的不適用性第4章  支盤樁承載力和沉降計算方法  4.1  單樁受力機理分析    4.1.1  單樁豎向荷載的傳遞    4.1.2  支盤樁的荷載傳遞機理分析  4.2  單樁豎向承載力的計算    4.2.1  單樁豎向承載力的確定方法    4.2.2  支盤樁抗壓承載力的確定方法    4.2.3  支盤樁承載力計算公式    4.2.4  影響支盤樁抗壓承載力大小的因素    4.2.5  支盤樁抗拔承載力計算方法  4.3  支盤樁群樁抗壓極限承載力的計算    4.3.1  不考慮承臺、樁、土相互作用計算支盤樁群樁極限承載力公式    4.3.2  考慮承臺、樁、土相互作用計算支盤樁群樁極限承載力公式  4.4  支盤樁沉降量的計算    4.4.1  樁基沉降量計算    4.4.2  支盤樁沉降計算方法第5章  支盤樁在濕陷性黃土地基中的應用研究  5.1  支盤樁的靜載荷試驗    5.1.1  工程概況    5.1.2  試驗裝置及原理    5.1.3  加載、卸載方法    5.1.4  終止加載條件    5.1.5  檢測數(shù)據(jù)分析與判定    5.1.6  試樁鋼筋應力計安裝方法    5.1.7  浸水    5.1.8  支盤樁完整性檢測    5.1.9  支盤樁高應變試驗  5.2  靜載荷試驗結(jié)果分析    5.2.1  Qs關(guān)系曲線    5.2.2  Q/Qu-△s關(guān)系曲線    5.2.3  支盤樁的荷載傳遞機理分析  5.3  支盤樁極限承載力的預測及分段承載力的擬合    5.3.1  支盤樁極限承載力的預測    5.3.2  分段平均摩阻力q與沉降s之間的雙曲線擬合第6章  有限元法  6.1  有限元法概述    6.1.1  引言    6.1.2  有限元法的概念    6.1.3  有限元法的基本步驟  6.2  有限元法的發(fā)展  6.3  有限元分析軟件介紹    6.3.1  有限元分析方法的發(fā)展趨勢    6.3.2  ABAQUS軟件簡介第7章  豎向荷載下支盤樁承載性狀數(shù)值模擬分析  7.1  模型和單元    7.1.1  樁、土本構(gòu)模型    7.1.2  本章用到的單元  7.2  基本假定  7.3  樁周土參數(shù)對支盤樁承載性狀的影響    7.3.1  材料參數(shù)及邊界條件    7.3.2  網(wǎng)格劃分    7.3.3  有限元分析方法可靠性驗證    7.3.4  基本算例分析    7.3.5  土層參數(shù)的影響分析第8章  支盤樁水平承載性狀數(shù)值模擬分析  8.1  支盤樁水平承載性狀理論分析    8.1.1  普通直樁的樁身撓曲微分方程    8.1.2  支盤樁樁身撓曲微分方程    8.1.3  算例  8.2  有限元模型及基本參數(shù)    8.2.1  材料本構(gòu)模型    8.2.2  本章用到的單元    8.2.3  基本參數(shù)及邊界條件    8.2.4  基本假定    8.2.5  網(wǎng)格劃分  8.3  有限元結(jié)果與理論分析結(jié)果比較  8.4  基本算例分析  8.5  樁身幾何參數(shù)對支盤樁水平承載性狀的影響    8.5.1  承力盤位置的影響    8.5.2  承力盤個數(shù)的影響    8.5.3  承力盤間距的影響    8.5.4  承力盤直徑的影響    8.5.5  樁長的影響    8.5.6  樁身直徑的影響    8.5.7  樁頂約束條件的影響  8.6  樁周土參數(shù)對支盤樁水平承載性狀的影響    8.6.1  土的黏聚力的影響    8.6.2  土內(nèi)摩擦角的影響    8.6.3  土彈性模量的影響    8.6.4  土層分布的影響  8.7  支盤樁群樁水平承載性狀研究    8.7.1  引言    8.7.2  水平荷載下群樁基礎(chǔ)的分析方法    8.7.3  支盤樁群樁水平受力性狀分析    8.7.4  幾何參數(shù)對群樁水平承載性狀影響研究第9章  支盤樁的發(fā)展  9.1  旋擴變徑錐體螺盤混凝土灌注樁    9.1.1  概述    9.1.2  旋擴變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的特點    9.1.3  旋擴變徑錐體螺盤混凝土灌注樁的施工    9.1.4  旋擴變徑錐體螺盤混凝土灌注樁承載力計算公式  9.2  擴底支盤注漿樁    9.2.1  概述    9.2.2  擴底支盤注漿樁的特點    9.2.3  支盤擴底壓力注漿樁的施工    9.2.4  支盤擴底注漿樁承載力計算公式  9.3  多支盤水泥土樁    9.3.1  概述    9.3.2  多支盤水泥土樁的優(yōu)缺點參考文獻附錄A  擠擴支盤樁的應用工程實例附錄B  旋擴珠盤樁的應用工程實例附錄C  旋擴珠盤樁豎向承載力計算公式推導

章節(jié)摘錄

　　擠擴支盤樁在設(shè)計和施工前，必須按照基本建設(shè)程序進行巖土工程勘察，巖土工程勘察應按照現(xiàn)行國家標準《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）和《擠擴支盤灌注樁技術(shù)規(guī)程》（CECS192：2005）的要求進行，能正確反映工程地質(zhì)條件，滿足支盤樁的設(shè)計條件及使用情況，并整理編寫巖土工程勘察報告。　　巖土工程勘察工作的復雜性和擬建項目的專業(yè)性，決定了巖土工程勘察工作的難度，而巖土工程是決定整個工程質(zhì)量的重點，其勘探工作的實施尤為重要。　　2.1 巖土工程勘察　　巖土工程勘察是設(shè)計的先決條件，各項工程建設(shè)在設(shè)計和施工之前，必須按基本建設(shè)程序進行巖土工程勘察。巖土工程勘察應按工程建設(shè)各勘察階段的要求，正確反映工程地質(zhì)條件，查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災害，提出資料完整、評價正確的勘察報告。　　2.1.1 巖土工程勘察的任務(wù)　　巖土工程勘察是根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的型式和荷重特點等，按照規(guī)范的技術(shù)要求，運用地質(zhì)學、巖土力學、工程地質(zhì)學的理論，按照科學的勘察程序與方法，利用有效的測試儀器和技術(shù)，調(diào)查、分析、論證與工程建設(shè)有關(guān)的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，評價與巖土工程有關(guān)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)問題，并將所得成果編制成巖土工程勘察報告書，提交相關(guān)部門，為工程建設(shè)的規(guī)劃布局、設(shè)計計算、施工等提供翔實可靠的技術(shù)依據(jù)，為工程建設(shè)的設(shè)計、施工等提供翔實、科學、準確的地質(zhì)資料，而且盡可能避免因工程的新建而惡化地質(zhì)環(huán)境，引起地質(zhì)災害，達到合理利用和保護環(huán)境的目的?！　r土工程勘察一般程序為：確定勘察等級，在收集各項資料的基礎(chǔ)上，編制勘察綱要并現(xiàn)場踏勘定位，根據(jù)不同的勘察階段、工程要求和場地特征等，選用不同的勘察方法，進行實際勘察工作，整理各項勘察成果，編寫并提交勘察報告。

編輯推薦

　　本書從國內(nèi)外變截面樁，特別時近些年出現(xiàn)的新樁型——支盤樁的發(fā)展和研究現(xiàn)狀出發(fā)，主要介紹了支盤樁在國內(nèi)的發(fā)展與應用現(xiàn)狀；總結(jié)了近年來國內(nèi)應用支盤樁的工程和目前對支盤樁豎向承載力進行估算的近20種公式；支盤樁的豎向承載和破壞機理；研究了支盤樁的濕陷性黃土地基中的應用情況；支盤樁的水平荷載、水平荷載與豎向荷載共同作用下的數(shù)值模擬分析；指出了支盤樁應用過程中出現(xiàn)的問題，介紹了為解決這些問題而對其進行改進措施，如旋擴變徑錐體螺盤混凝土灌注樁、擠擴支盤注漿樁、多支盤水泥土樁等。

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