本文關(guān)鍵詞：豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁計算方法研究

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【摘要】：懸臂式支護(hù)樁作為一種有效的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在淺基坑中應(yīng)用廣泛,但存在樁頂位移控制不足的缺點(diǎn)。鉆孔灌注樁因其成孔速度快,施工方便,支護(hù)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)在工程上應(yīng)用廣泛,但作為臨時性支護(hù)結(jié)構(gòu),支護(hù)樁中大量的鋼筋深埋地下,不僅造成大量的浪費(fèi),也一定程度上對地下空間造成了污染�；谝陨蟽牲c(diǎn),結(jié)合懸臂樁彎矩主要分布于臨土側(cè)的特點(diǎn),工程界提出了將支護(hù)樁與預(yù)應(yīng)力相結(jié)合的想法,具體是在支護(hù)樁受拉一側(cè)施加豎向的偏心預(yù)加力以抵消或部分抵消由橫向荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力,同時為進(jìn)一步降低造價,實(shí)現(xiàn)對豎向預(yù)應(yīng)力筋的回收,發(fā)展出了在懸臂樁受拉側(cè)(即臨土側(cè))以U型樣式布置預(yù)應(yīng)力筋的新型支護(hù)技術(shù)。雖然該類結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)被提出且在工程已有應(yīng)用,但計算理論卻遲遲未見報道。理論研究遠(yuǎn)落后于工程實(shí)踐。本文通過對懸臂式支護(hù)樁的受力特點(diǎn)的分析,提出了一種豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的內(nèi)力和位移計算方法和設(shè)計方法,以某一基坑工程為例,采用懸臂式支護(hù)樁和豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁兩種方案設(shè)計并進(jìn)行對比。本文通過研究得出了以下結(jié)論：1. 根據(jù)懸臂樁的受力特點(diǎn),分析懸臂樁樁土的相互作用,提出分段計算的思路,以基坑最終開挖深度為界,開挖面以上視為受荷段,按靜定結(jié)構(gòu)懸臂梁計算,開挖面以下視為嵌固段,按彈性地基梁計算,推導(dǎo)出了樁身內(nèi)力和位移解析計算公式。2.通過分析豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的受力特點(diǎn),認(rèn)為豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁不存在柱子行為,也就不存在屈曲失穩(wěn)問題。3.根據(jù)實(shí)例計算結(jié)果得到：通過設(shè)置偏心預(yù)加力,能夠有效控制樁頂位移,增強(qiáng)樁身剛度和抗裂性,減小最大彎矩,改善樁身內(nèi)力分布,從而節(jié)約鋼筋用量。4.單錨索預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁,一般彎矩會反向,即樁身受拉側(cè)在支撐點(diǎn)附近從一側(cè)變到另外一側(cè),認(rèn)為通過合理設(shè)置樁身參數(shù)和預(yù)加力大小,仍然可以在臨土側(cè)設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋來承受拉應(yīng)力,非預(yù)應(yīng)力側(cè)的較小彎矩可以通過設(shè)置少量的普通鋼筋來承受�？捎行Ч�(jié)約豎向普通鋼筋。5.以一深度為5m基坑為例,埋深9m,預(yù)應(yīng)力度為0.6,分別采用懸臂樁和豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁進(jìn)行設(shè)計,對兩種方案的樁身內(nèi)力、變形和鋼筋用量進(jìn)行對比。豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁相比懸臂式樁,樁頂位移減小12.22mm,減小42.9%,最大彎矩的絕對值減小169.5kN.m,減小39.5%。剪力受荷段最大值沒有明顯變化,單樁主筋節(jié)約造價125.9元,節(jié)約率為16.5%�？紤]回收效應(yīng)將更加明顯。證明了豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁是一種經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、環(huán)保的新型支護(hù)結(jié)構(gòu),值得推廣應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：基坑工程 豎向預(yù)應(yīng)力 懸臂樁 計算方法
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU473.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 論文研究的背景、目的和意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 普通支護(hù)樁計算方法綜述9-12
• 1.2.2 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁計算方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的設(shè)計應(yīng)用現(xiàn)狀14-15
• 1.3 主要研究內(nèi)容、方法及主要創(chuàng)新點(diǎn)15-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容15
• 1.3.2 技術(shù)路線15-17
• 1.3.3 本文主要創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 第2章 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁受荷段計算18-30
• 2.1 概述18
• 2.2 計算基本假定18-19
• 2.3 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的計算模型19
• 2.4 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的樁土相互作用機(jī)理分析19-21
• 2.5 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的受荷段的內(nèi)力和位移計算21-29
• 2.5.1 外荷載的確定21-24
• 2.5.2 受荷段撓曲線近似微分方程的推導(dǎo)24-25
• 2.5.3 受荷段撓曲線微分方程的求解25-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第3章 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁嵌固段計算30-52
• 3.1 嵌固段剛性樁的內(nèi)力和位移計算30-36
• 3.2 彈性樁嵌固段內(nèi)力和位移計算36-49
• 3.3 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁柱子行為與穩(wěn)定性分析49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁設(shè)計方法研究52-76
• 4.1 概述52-53
• 4.1.1 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁的適用范圍53
• 4.2 土壓力的計算53-54
• 4.3 樁的設(shè)計參數(shù)的選取54-57
• 4.3.1 樁徑和樁間距選擇54
• 4.3.2 錨桿的布置54-55
• 4.3.3 嵌固深度的確定55-57
• 4.4 水平地基系數(shù)的確定57-60
• 4.5 彈性樁剛性樁判定60
• 4.6 豎向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樁身結(jié)構(gòu)特征60-62
• 4.6.1 豎向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樁樁身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)60-61
• 4.6.2 預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)力確定方法61-62
• 4.7 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁結(jié)構(gòu)設(shè)計62-74
• 4.7.1 預(yù)應(yīng)力筋的布置62-64
• 4.7.2 預(yù)應(yīng)力樁樁底構(gòu)造64-65
• 4.7.3 預(yù)應(yīng)力損失65
• 4.7.4 預(yù)應(yīng)力度的確定65-67
• 4.7.5 預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋的用量67-69
• 4.7.6 斜截面受剪承載力驗算69-70
• 4.7.7 正常使用階段裂縫寬度70-71
• 4.7.8 正常使用階段撓度驗算71-73
• 4.7.9 正常使用階段應(yīng)力驗算73-74
• 4.7.10 施工階段應(yīng)力驗算74
• 4.8 樁身構(gòu)造要求74-75
• 4.9 本章小結(jié)75-76
• 第5章 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁基坑實(shí)例設(shè)計分析76-88
• 5.1 概述76
• 5.2 地層參數(shù)76
• 5.3 懸臂式支護(hù)樁設(shè)計方案76-79
• 5.4 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁設(shè)計方案79-85
• 5.4.1 豎向預(yù)應(yīng)力樁內(nèi)力計算79-82
• 5.4.2 豎向預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁結(jié)構(gòu)設(shè)計82-85
• 5.5 兩種支護(hù)方案的對比85-87
• 5.6 本章小結(jié)87-88
• 第6章 結(jié)論和展望88-90
• 6.1 結(jié)論88
• 6.2 展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：667793