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大直径预应力混凝土管桩是我国从“六五”期间开始研制的新的桩基结构形式,在全国码头和桥梁工程中得到越来越多的应用,充分体现了大管桩这一产品结构性能好,投资省,速度快的优势。如果能将它应用到深基坑支护工程中,充分发挥PC大管桩优越的抗弯性能,无疑对深基坑支护中最关心的支护安全、土体变形、工程造价等有着极为重要的意义。但是其在深基坑支护工程方面应用的研究却很少,国内外文献中也查找不到这方面的资料。
本文正是基于这些,提出了将这一优良桩型引入深基坑支护工程中,并做了相关探索性的研究工作,主要内容包括:
(1)在调研国内外大量文献和结合自身工程试验的基础上,针对支护桩间距小,而大管桩在沉桩过程中挤土严重,提出了适合深基坑支护特点的大管桩的成桩工艺;并介绍了后张PC大管桩在基坑支护中应用的有关设计、计算理论。
(2)对PC大管桩在深基坑支护工程中最主要的两个受力特点:受弯和局部承载,分别通过实验室后张PC大管桩模型破坏性试验和大型通用有限元程序ANSYS对试验全过程进行份真计算分析,获取试验全程的变形、应力、裂缝等结构响应发展数据,对应力(内力)发展规律、重分布规律和刚度退化规律进行研究,对比分析了所得数据,对计算模型的适用性进行验证;对影响后张无粘结PC大管桩受力性能的若干因素进行了初步分析;对实体仿真计算中的材料模型、建模策略、计算方法等相关技术进行研究,探索适合后张无粘结PC大管桩的有限元仿真计算的方法。
(3)对后张无粘结大管桩接头的主要影响因素进行分析;依托后张PC大管桩在深基坑支护中应用的试验工程,归纳总结和探讨了大管桩在深基坑支护中的沉桩工艺。