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根式基础是一种新式基础,具有承载性能好、沉降变形小、施工成本低等诸多优点。根式钻孔灌注桩基础作为根式基础的一种,具有施工工艺成熟、施工周期短等诸多优点,特别适宜作为大型桥梁的群桩基础。在池州秋浦河大桥中设计了266根根式钻孔灌注桩,其中主墩的根式桩基础外径达到2.5m,这是根式钻孔桩基础的首次大规模应用。对于大直径根式桩基础而言,在竖向荷载作用下,根式桩基础的承载能力会直接影响到上部结构的安全,因此研究在竖直下压荷载及竖直上拔荷载作用下的大直径根式桩基础的承载性能是非常必要的。
本文依托池州长江大桥工程秋浦河大桥,以数值分析方法为基础,根据地勘资料进行参数赋值并通过现场试桩数据进行数值模型的验证。在此基础上对根式桩基础和传统桩基础的承载性能进行对比研究,探讨两者在竖向荷载(下压和上拔)作用下承载机理的区别。此外,针对根键作为根式桩基础中的关键因素,对其位置和间距进行了影响因素分析,并对不同形态下根式桩基础的承载能力进行了探讨。具体研究内容与结论包括:
1.依托池州秋浦河桥工程中的主桥墩根式基础,使用ANSYS有限元软件建立几何模型并导入FLAC3D有限差分软件。根据地勘资料进行土体参数的确定,并根据现场试桩数据对数值模型及土体参数进行验证,使数值分析的合理性和可靠性有所保证。
2.在数值模型得到验证的基础上,对根式桩基础与传统桩基础的竖向抗压和竖向抗拔承载性能进行对比研究。分析在同等荷载作用下两者的位移、应力、轴力及基础侧摩阻力的异同,并对其规律进行总结。结果表明,根式桩基础中根键可以有效的发挥周边土体的作用,提高侧摩阻力,从而提升基础的承载性能。竖向下压荷载作用下的根式桩基础的整体承载能力提高了11.38%,根键区域土体承载能力提高了82.88%;竖向上拔荷载作用下的根式桩基础的整体承载力提高了8.3‰根键区域土体承载能力提高了102.9%。
3.针对根式桩基础中根键位置以及根键层间距的影响效应进行了分析,数值分析结果表明,根键的位置和间距对于根式桩基础的竖向承载力均有一定的影响。根键位于中部最有利于根式桩基础承载性能的发挥,根键层间距较小时,根式桩基础的竖向承载能力会随着间距的增大而增大,但增加的速率会逐渐降低,当根键层间距增加到一定程度,此时根式桩基础的竖向承载能力不会再增加。
本文依托池州长江大桥工程秋浦河大桥,以数值分析方法为基础,根据地勘资料进行参数赋值并通过现场试桩数据进行数值模型的验证。在此基础上对根式桩基础和传统桩基础的承载性能进行对比研究,探讨两者在竖向荷载(下压和上拔)作用下承载机理的区别。此外,针对根键作为根式桩基础中的关键因素,对其位置和间距进行了影响因素分析,并对不同形态下根式桩基础的承载能力进行了探讨。具体研究内容与结论包括:
1.依托池州秋浦河桥工程中的主桥墩根式基础,使用ANSYS有限元软件建立几何模型并导入FLAC3D有限差分软件。根据地勘资料进行土体参数的确定,并根据现场试桩数据对数值模型及土体参数进行验证,使数值分析的合理性和可靠性有所保证。
2.在数值模型得到验证的基础上,对根式桩基础与传统桩基础的竖向抗压和竖向抗拔承载性能进行对比研究。分析在同等荷载作用下两者的位移、应力、轴力及基础侧摩阻力的异同,并对其规律进行总结。结果表明,根式桩基础中根键可以有效的发挥周边土体的作用,提高侧摩阻力,从而提升基础的承载性能。竖向下压荷载作用下的根式桩基础的整体承载能力提高了11.38%,根键区域土体承载能力提高了82.88%;竖向上拔荷载作用下的根式桩基础的整体承载力提高了8.3‰根键区域土体承载能力提高了102.9%。
3.针对根式桩基础中根键位置以及根键层间距的影响效应进行了分析,数值分析结果表明,根键的位置和间距对于根式桩基础的竖向承载力均有一定的影响。根键位于中部最有利于根式桩基础承载性能的发挥,根键层间距较小时,根式桩基础的竖向承载能力会随着间距的增大而增大,但增加的速率会逐渐降低,当根键层间距增加到一定程度,此时根式桩基础的竖向承载能力不会再增加。