研究生選題報告表

1、長沙理工大學研究生論文選題報告表論文名稱 姓 名： 學 號： 學 位 級 別： 碩士 學 科 專 業(yè)： 研 究 方 向： 地基基礎 指 導 教 師： 所 屬 單 位： 土木與建筑學院 填 表 說 明1. 研究生應根據(jù)本表所提出的要點，在教研室作選題報告，充分聽取意見，并作修改后填寫此表。2. 本表一式二份，經(jīng)教研室及學院批準后，研究生所在學院及研究生各一份。21一、課題來源、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平及研究意義、目的。（附主要參考文獻）1、課題來源 樁基礎作為一種深基礎，它的功能是通過樁身把上部結構荷載傳到地基深部強度比較高并且壓縮性較小的巖層或者土層上，從而提供更高的承載能力，同時減小基礎沉降和不

2、均勻沉降。因為它具有穩(wěn)定性好、承載力高、沉降量小及抗震性強等優(yōu)點，很早就被人類所了解和運用，是人類在土木工程中最先運用的深基礎之一。樁基礎在工程實際中得到來愈來愈廣泛的運用，樁基承載力的判定也變得愈來愈重要。正確判定樁基承載力的大小，對工程建設的安全以及工程建設的投資有著重要意義。目前，單樁承載力的確定方法主要有：靜荷載試驗法、動力試樁法、靜力觸探法等。靜荷載試驗法是指按樁的使用功能，分別在樁頂逐級施加軸向壓力、軸向上拔力或在樁基承臺底面標高一致處施加水平力，觀測樁的相應檢測點隨時間產(chǎn)生的沉降、上拔位移或水平位移。根據(jù)荷載與位移的關系判定相應的單樁豎向抗壓承載力、單樁豎向抗拔承載力或單樁水平承

3、載力的試驗方法。其缺點是成本高、工程量大和工期長等，但它作為一種標準方法，可提供設計完整可靠的承載力參數(shù)，由此可帶來巨大的經(jīng)濟效益和避免工程潛在的不安全因素，而且還能積累經(jīng)驗促進其它試樁法的發(fā)展。動力試樁法是應用物體振動和應力波的傳播理論來確定單樁豎向承載力以及檢驗樁身完整性的一種方法。它與傳統(tǒng)的靜荷載試驗相比，無論在試驗設備、測試效率、工作條件以及試驗費用等方面，均具有明顯的優(yōu)越性。其最大的技術經(jīng)濟效益是速度快、成本低，可對工程樁進行大量的普查，及時找出工程樁的隱患，防止重大安全質(zhì)量事故。靜力觸探法是將圓錐形的金屬探頭，以靜力方式按一定的速率均勻壓入土中，借助探頭的傳感器，測出探頭側(cè)阻及端阻

4、，探頭由淺入深測出各種土層的這些參數(shù)后，即可算出單樁承載力。靜力觸探法具有快速、精確、經(jīng)濟和節(jié)省人力等特點。 自平衡試樁法是一種特殊裝置下的靜載荷試驗，通過埋置在樁身平衡點處的荷載箱分別施加荷載于上段樁和下段樁，分別求得它們的極限承載力，最后將上段樁的極限承載力通過轉(zhuǎn)換后加上下段樁的極限承載力，其結果就是該樁的極限承載力。自平衡試樁法相對于傳統(tǒng)的測試方法來說，具有明顯的優(yōu)勢，它能夠解決一些重大項目的技術難點。自平衡試樁法所需要的場地比較小、試驗設備比較簡單、操作相對簡單、所需費用少、測試過程安全、測試結果準確。該法確定的極限承載力為： 式中：荷載箱上段樁的自重； 系數(shù)，對于粉土和黏土，=0.8

5、，對于砂土，=0.7； 、荷載箱上、下段樁的極限承載力。 近些年來我國交通、土建工程發(fā)展迅速，在復雜地質(zhì)條件下的樁基礎工程的應用越來越廣泛，樁基礎的負摩阻力問題也漸漸凸顯出來，成為樁基礎研究的熱點問題之一。一般情況下，樁基礎在自重和外荷載的作用下，樁身相對于樁周土來講將產(chǎn)生向下的位移，與此同時，樁周土則對樁身產(chǎn)生向上的摩阻力以此來抵抗樁身的位移，進而對樁身起到支持作用，這個向上的摩阻力被稱為正摩阻力。如果在某些特殊情況下，當樁身相對樁周圍的土來說有向上移動的趨勢，則樁周圍的土對樁身產(chǎn)生的摩阻力方向是向下的，這個向下的摩阻力稱為負摩阻力。當樁底受到向上荷載時（自平衡試樁法的上段樁），樁土均向上移

6、動，樁的向上移動量大于樁周土，同樣樁周土將對樁產(chǎn)生向下的負摩擦力。在某些條件下，負摩阻力不但不能為樁基的承載力提供幫助,反而會對樁身產(chǎn)生下拉作用，這樣等于增加了樁身上的外荷載，這個外荷載會對樁基礎帶來其它一些不利的影響因素。 對下壓樁和上托樁摩擦力特征研究的深入,能夠為自平衡測樁法提供有利的理論依據(jù)，無疑會對我國經(jīng)濟資源的開發(fā)和經(jīng)濟建設具有深遠的影響。因此，對自平衡試樁法進行深入研究，找出它的傳遞機理和發(fā)展規(guī)律，有著迫切的要求和重大的現(xiàn)實意義。2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平2.1下壓樁和上托樁摩擦力的研究現(xiàn)狀 Nicola 和 Randolph（1993）通過有限元軟件模擬了砂土中樁在受拔和受壓的荷

7、載作用下樁側(cè)摩阻力的工作情況1。其研究表明樁身的長度、樁身的直徑、樁身的泊松比、樁周土總應力場以及平均有效應力是造成樁體在受拔和受壓荷載作用下樁側(cè)摩阻力有所差異的原因。 黃鋒（1998）通過對樁基滲水力n.g模型試驗的分析,得到了在不同的受載情況下(樁底托樁、樁頂受壓以及樁頂受拔)，樁側(cè)摩阻力強度沿樁身的分布、樁側(cè)摩阻力隨著位移的發(fā)展關系以及摩阻力強度與樁身截面位移的關系等成果2。從中可以看到,在不同的受載方式下,盡管f-w的關系均近似于雙曲線的形狀，但是樁土間相互作用的機理還是有差異的。1999年他又通過有限元分析，進一步探索引起該差異的內(nèi)在機理3。并且得出的結論和模型試驗的結論基本一致，他

8、計算所用的土的本構模型卻不能反映土體中主應力方向旋轉(zhuǎn)的影響，不過這種因素的影響是確實存在。2000年，杜廣印、黃鋒從定量上分析了主應力方向旋轉(zhuǎn)和樁周土的剪脹性對樁側(cè)摩阻力的影響，這兩種因素也是造成樁體在受拔和受壓荷載作用下樁側(cè)摩阻力有所差異的原因4。其研究得到了以上兩種因素的影響系數(shù)大小，并對樁側(cè)摩阻力的計算公式進行了預測。 翟晉等(2000)通過有限元計算方法研究了在相同條件下(相同的樁徑、相同的樁周土、相同的樁端土條件下)樁底托樁、樁頂受壓樁以及樁頂抗拔樁的側(cè)摩阻力發(fā)揮性狀5。其研究成果表明：在相同條件下，當樁土間相對位移相同時，上托樁的負摩阻力比樁頂抗拔樁的負摩阻力大，但是小于樁頂受壓樁

9、的正摩阻力。 ONeill（2001）研究了砂土中樁在受拔和受壓的荷載作用下樁側(cè)摩阻力與樁土剪切位移的關系6。結果顯示抗拔樁與抗壓樁的樁側(cè)摩阻力發(fā)揮的特點如下：某一點側(cè)摩阻力的發(fā)揮與該點在樁上的位置有關；抗壓樁的最大樁側(cè)阻力比抗拔樁的要大，兩者比值位于0.60.8 之間；抗壓樁和抗拔樁的側(cè)摩阻力f與樁土相對剪切位移s的關系可以用相同的3參數(shù)冪函數(shù)來表示。 丁佩民（2003）等考慮了從樁的施工到樁受荷載直至其破壞的全過程中所有因素的影響，研究了抗拔樁和抗壓樁樁側(cè)摩阻力的影響要素7，闡述了兩種樁側(cè)土體應力狀態(tài)變化的差異，以及造成二者樁側(cè)摩阻力差異的因素。進一步的研究表明：荷載的作用方向，樁土界面間

10、剪縮性、剪脹性，樁體的泊松比效應和樁土界面間摩擦角的變化是導致抗拔樁和抗壓樁樁側(cè)摩阻力有所差異的主要原因。另外，抗拔樁的樁側(cè)摩阻力可以通過總應力法和對抗壓樁樁側(cè)摩阻力的折減來獲得。 許宏發(fā)（2003）利用有限元計算對等截面樁在抗拔和抗壓作用下的工作機理進行了研究，并對兩者的差異進行了比較分析8。他分析了抗拔樁極限側(cè)阻力小于抗壓樁極限側(cè)阻力的主要原因，并且得出等截面樁受拉時，樁側(cè)摩阻力沿樁身的分布曲線可以分為三個階段，即線性增長段、彎曲分布段以及快速減小段。 戴國亮（2005)通過建立力學模型對上托樁的荷載傳遞機理進行了研究9。成果表明:上托樁的軸力分布以及位移沿樁身的分布和壓樁相比較恰好相反，

11、上托樁呈現(xiàn)的是上彎分布。樁身界面位移和向上傳遞的荷載隨著剪切比剛度的增加而遞減，而軸力卻會相應的集中在荷載施加點的附近。 張忠苗（2006）對杭州某工程軟土地基中抗壓和抗拔鉆孔灌注樁進行了靜荷載試驗，研究了抗壓樁和抗拔樁受力性狀的差異10。其分析表明：抗壓樁端部側(cè)阻力增加速度比較快，抗壓樁樁側(cè)摩阻力沿深度逐漸變大，而抗拔樁的樁側(cè)摩阻力則表現(xiàn)為“兩頭小，中間大”，抗拔樁的樁側(cè)阻力在達到一定程度后,其增加的幅度比較??；抗拔樁與抗壓樁的樁側(cè)摩阻力極限值不同，其比值在0.80.85之間變化。 陳岳林（2007）對在相同條件下（樁長相近、直徑相同、位于同一場地）超長大直徑鉆孔灌注樁在拔力和壓力作用下的工

12、作性狀進行了研究11。成果表明兩種受力情況下樁側(cè)摩阻力的強化效應和退化效應都存在。一般退化效應主要集中在樁身的中上部，強化效應主要表現(xiàn)在樁身的下部，相對于抗拔樁來說，抗壓樁的強化效應比抗拔樁更加顯著。 楊有蓮（2008）通過三維有限元方法模擬了壓樁和樁底托樁的受力性狀，并對它們的承載特性以及自平衡靜載試驗法中的轉(zhuǎn)換系數(shù)問題進行了研究12。進一步分析了樁長和土體類別對荷載傳遞特性及轉(zhuǎn)換系數(shù)的影響。 成果表明：在黏土和砂土中，當樁長增加時，轉(zhuǎn)換系數(shù)的變化曲線都呈現(xiàn)出凹形，其分布形狀類似拋物線；在不同的土體中，轉(zhuǎn)換系數(shù)都存在著極小值，但極小值不同：當樁的長度位于3555m之間時，可能會出現(xiàn)壓樁的極限

13、承載力小于托樁的極限承載力的情況。 戴國亮（2009）對同一根鉆孔灌注樁上分別進行了傳統(tǒng)靜載原位試驗和自平衡靜載試驗13。對荷載-位移曲線和樁側(cè)摩阻力等進行了比較,結果表明上托樁加載的平均摩阻力為壓樁加載的0.72倍。 陳小強（2009)通過室內(nèi)模型試驗，對成層土中單樁在抗拔與抗壓條件下樁身軸力、樁側(cè)摩阻力以及承載能力的分布規(guī)律進行了研究14。試驗結果表明：兩種樁的樁側(cè)摩阻力都是上部先發(fā)揮出來，然后逐漸向樁下部傳遞。樁身下部樁側(cè)摩阻力的變化幅度隨著荷載的增加要明顯大于樁身上部樁側(cè)摩阻力的變化；對抗拔而言，其總側(cè)摩阻力折減系數(shù)為=0.62；成層土中粘土的抗拔側(cè)摩阻力折減系數(shù)要大于砂土。2011年

14、，他在砂土中做了類似的室內(nèi)模型試驗15。該試驗所得的抗拔總側(cè)摩阻力折減系數(shù)=0.56，試驗表明抗壓樁樁端部的側(cè)摩阻力表現(xiàn)出強化效應，而抗拔樁則表現(xiàn)出弱化效應。這一點與張正雨（2009）得到了相同的結論16。 王向軍（2009）等研究了樁的泊松效應對樁側(cè)摩阻力的影響17。研究表明：樁的泊松比效應是造成抗拔樁和抗壓樁樁側(cè)摩阻力有所差異的主要原因。并分析了樁的泊松比、樁的長度、樁的直徑、樁周土體的壓縮模量、樁土界面的摩擦角以及土體內(nèi)摩擦角等因素對抗拔系數(shù)的影響。 習鈺（2011）通過現(xiàn)場試驗和有限元模擬，研究了不同加載條件下樁的靜載試驗18。結果表明：理想拔樁中樁上部的樁側(cè)摩阻力小于常規(guī)抗拔樁，這是

15、因為地面?zhèn)髁Π逅┘拥暮奢d，通過樁周土的傳遞，最終加大了樁上部的法向應力；理想拔樁中樁下部的摩阻力大于常規(guī)拔樁，這是由于在相同荷載作用下兩者的極限承載力相同，而常規(guī)拔樁上部的摩阻力相對來說更大，所以常規(guī)拔樁下部的摩阻力必然更小。 羅少鋒（2012）進行了4根相同樁徑、相同樁長、位于同一場地的灌注樁在豎向拔力和壓力作用下的對比試驗19。其研究表明：抗壓樁除了2 m 以上土層外，其它各土層的樁側(cè)摩阻力均沒有表現(xiàn)出明顯的軟化特征；樁端附近的側(cè)阻力和樁端阻力發(fā)揮值較小，這是因為樁身下部的樁土相對位移量以及樁端位移量較小；樁側(cè)摩阻力的分布大致呈雙峰狀；上部土層在較小的相對位移下拔樁樁側(cè)阻力達到極值，隨后

16、迅速減小，表現(xiàn)出顯著的軟化特征，一開始時樁身中下部的樁側(cè)阻力變化較小，當樁身上部的樁側(cè)阻力軟化、樁身的上拔量達到一定程度后，樁身下部的樁側(cè)阻力增長較快。 馬杰（2013）對4根抗拔和抗壓樁進行了現(xiàn)場破壞性試驗，研究了兩種樁的側(cè)阻和端阻的發(fā)揮特性20。結果表明：在破壞荷載作用下，抗拔樁和抗壓樁全樁長范圍內(nèi)均表現(xiàn)出側(cè)阻軟化特性；不同土層中兩種樁極限側(cè)摩阻力的比值平均0.370.76，在深部土層中兩者比值較大；同一土層中抗拔樁側(cè)阻完全發(fā)揮時的樁土相對位移小于抗壓樁側(cè)阻完全發(fā)揮時的樁土相對位移；抗壓樁側(cè)阻完全發(fā)揮時的樁土相對位移約為樁徑的 0.9%2.0%，抗拔樁則為樁徑的0.9% 2.0%。 李燕（

17、2013）通過對杭州某體育場工程抗拔樁破壞性靜載試驗，分析了抗拔樁的破壞方式21。分析了各土層的平均極限摩阻力值，經(jīng)比較實測的單位極限側(cè)阻值為地質(zhì)報告所提供的極限側(cè)阻值的0.571.02 倍，大多數(shù)位于0.650.85之間，在相同地層中抗拔樁樁側(cè)摩阻力值要比抗壓樁的樁側(cè)摩阻力予以15%35%的折減。2.2自平衡試樁法的研究現(xiàn)狀 自平衡試樁法的思路最早由日本的中山和藤關所提出，并于1973年取得了對鉆孔樁測試的專利 22。但是由于當時的科學技術并不發(fā)達，該法的很多難點沒有得到解決，所以自平衡試樁法并沒有引起較大的關注。直到1980年左右，美國西北大學土木系榮譽教授Osterberg博士在前人的基

18、礎上總結、分析了自平衡測試技術23，并對樁承載力自平衡測試法展開了研究，稱其為Osterberg試樁法也叫O-cell試驗24，其試驗研究在1984年首次運用于樁基礎工程的檢測。至今，自平衡試樁法已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)多個國家和地區(qū)得到廣泛運用，并且在這些國家和地區(qū)該法逐漸成為樁基承載力測試方法的第一選擇。 1993年清華大學的李廣信教授將自平衡試樁法率先引入中國，但由于自平衡試樁法作為一種新型的測試方法，本身在某些方面并不完善以及當時國內(nèi)諸多因素的限制，在國內(nèi)工程界并沒有引起較大的關注。后來，史佩棟也對自平衡試樁法作了簡單的介紹，引起了國內(nèi)諸多學者的關注。后來，史佩棟又在一些學術會議和期刊上對自

19、平衡試樁法作了較為具體的介紹2526。清華大學通過土工模型試驗，對樁在樁頂受壓、樁頂受拔以及樁底受托三種荷載條件下樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮機理進行了研究，并得到了抗壓樁和抗拔樁承載力的關系式3-4,其研究成果對自平衡試樁法運用于端承摩擦樁和摩擦樁提供了更多的理論依據(jù)。通過應用于實際工程，一些學者認為，自平衡試樁法不僅僅能作為一種測試樁基承載力的方法，還可以對樁土間相互作用機理等課題的深入研究具有推動意義。 東南大學土木工程學院（龔維明，戴國亮，翟晉等）經(jīng)過努力，在1996年將自平衡試樁法首先運用于實際工程2730，于1999年制定江蘇省地方標準樁承載力自平衡測試技術規(guī)程（DB32/T291-1999)

20、31，并獲兩項國家專利。 自平衡試樁法適用于多種土體以及黃土、凍土、巖溶等特殊性土中的沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、管樁以及地下連續(xù)墻基礎，包括摩擦樁和端承樁。由其適用于對傳統(tǒng)靜載試樁來說相當困難的坡地試樁、大噸位試樁、水上試樁、基坑底試樁、狹窄場地試樁等情況。目前該法在國內(nèi)多個省市應用，并且用于東南亞多個國家的工程。自平衡試樁法作為一種應用越來越廣泛的新興樁基承載力測試方法，它也形成了一套比較完整的理論體系。近年來，國內(nèi)外很多學者對自平衡試樁法進行了大量的研究討論，研究的主要問題集中在以下三方面: （1）平衡點位置的確定 平衡點位置的確定是自平衡試樁法順利進行的關鍵前提之一。在自平衡試

21、樁法中，把平衡點以上的樁稱為上段樁，平衡點以下的樁稱為下段樁，上段樁的自重和它樁側(cè)摩阻力之和等于下段樁的摩阻力與其樁端阻力之和。通過埋置在平衡點位置處的荷載箱，分別對上段樁和下段樁進行持續(xù)加載，最終得到樁的極限承載力。當持力層條件較好時，我們可以把樁底作為樁的平衡點。有些學者認為平衡點必須使上段樁、下段樁的反力和位移相互維持平衡。其實，這是對自平衡試樁法的一種錯誤的理解，實際上只需要求上段樁和下段樁的反力平衡（通過荷載箱可以輕易實現(xiàn)），但對其位移相等的要求是不存在的。在平衡點處埋置荷載箱，在技術方面是符合相關理論的，在成本方面也是經(jīng)濟的。在自平衡測試過程中，平衡點位置的確定是獲取樁極限承載力的

22、前提所在，這是一個困擾了眾多學者的復雜問題。目前，我國大多數(shù)的自平衡試樁法采用經(jīng)驗法來確定平衡點位置，以上段樁和下段樁在荷載作用下同時達到極限狀態(tài)為原則，主要是根據(jù)樁周土層的物理指標與樁周土的性質(zhì)來進行考慮的，通過確定樁周土的物理性質(zhì)與樁預估承載力之間的關系，或者參照工程經(jīng)驗來確定單樁承載力的控制值，從而確定試樁荷載箱埋置的位置。但也有一些學者考慮了土層的多樣性、施工工藝、地質(zhì)條件的復雜性、樁土體系本構關系的復雜性等因素，認為在這種理論依據(jù)下得到的平衡點位置會有一定的偏差，進而造成上段樁和下段樁不能同時達到極限狀態(tài)，對測試結果偏于保守。 （2）自平衡試樁法的荷載位移轉(zhuǎn)換方法 為了驗證自平衡試樁

23、法在測試單樁承載力時結果的準確性，需要將自平衡試樁法得到的上段樁和下段樁的荷載-位移曲線轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)靜荷載試驗下的荷載-位移曲線，目前主要的方法有：簡化的轉(zhuǎn)換方法和精確的轉(zhuǎn)換方法。在精確轉(zhuǎn)換法中，首先通過埋在樁身中的鋼筋計可以獲得樁身軸力的分布，進而推出不同土層中樁側(cè)摩阻力。然后通過荷載傳遞解析法，把得到的樁側(cè)摩阻力和位移的關系、下段樁的荷載和位移關系最終轉(zhuǎn)化為樁頂靜載時的荷載和位移關系曲線，該轉(zhuǎn)換方法的結果具有較高的準確性。簡化轉(zhuǎn)換法的轉(zhuǎn)換系數(shù)是通過現(xiàn)場對比試驗所得到的，由于施工、土層的多樣性、地質(zhì)條件的復雜性等諸多因素的影響，所統(tǒng)計的轉(zhuǎn)換系數(shù)的取值范圍差異較大。此外，自平衡試樁法是從下往上發(fā)

24、揮，這一點恰好與傳統(tǒng)的方法是相反的,會對轉(zhuǎn)換系數(shù)的取值產(chǎn)生一定的影響。在一些測試中，得到的位移比較小，樁土體系沒有達到真正的極限狀態(tài)，樁側(cè)摩阻力并沒有得到充分的發(fā)揮，此時轉(zhuǎn)換系數(shù)的取值同樣會受到影響。簡化轉(zhuǎn)換法適用于當在樁身中僅僅埋設荷載箱來測試樁承載力的情況。 （3）單樁極限承載力的確定 在自平衡試樁法中，上段樁的樁側(cè)摩阻力方向向下，樁側(cè)摩阻力使樁側(cè)土體偏于松散。而傳統(tǒng)的測試法得到的樁側(cè)摩阻力方向向上，樁側(cè)摩阻力使樁側(cè)土土體偏于密實。因此，自平衡試樁法得到的樁側(cè)摩阻力要小于傳統(tǒng)測試法得到的樁側(cè)摩阻力。對于單樁極限承載力的取值，一般是將上段樁的極限承載力減去其自重后乘以一個系數(shù)后再與下段樁的極

25、限承載力相加進而得到單樁的極限承載力，有些國家對系數(shù)的取值大于1，而有的直接取1，這樣得到的計算結果雖然相對安全，但是過于保守。負摩阻力與正摩阻力的比值就是這個系數(shù)，我國根據(jù)土體的類型對該系數(shù)的取值做了相應的規(guī)定:在砂土中，取值范圍為0. 50. 7；在黏性土中，取值范圍為0. 60. 8。國外一些學者對此有不同的看法，如Poulous32等認為垂直抗拔樁的承載力為抗壓樁側(cè)阻力的2/3，Beringen33等認為砂土中負、正側(cè)摩阻力之比為0.650.70。 （4）自平衡法用于工程樁問題 在自平衡試樁法測試中，根據(jù)其原理我們可以得到樁身材料并沒有發(fā)生破壞。在自平衡測試結束后，可以通過注漿來填充荷

26、載箱處的斷層。根據(jù)試樁的具體情況，選取注漿材料強度大小以及判斷注漿量的多少。高 壓注漿不僅能夠填充 荷載箱處的斷層，漿液也可以沿樁周土向下滲透，進一步提高荷載箱附近的承載力，所以不會影響樁的承載性能。3、研究意義和目的 研究自平衡測樁法基本原理及其存在的主要問題、下壓樁和上托樁的荷載傳遞機理及其差別，通過直剪試驗，研究全風化花崗巖填土混凝土界面剪切特性，內(nèi)容包括樁表面不同粗糙度、不同齡期和樁土間有無泥皮條件下樁-土間的應力-應變曲線特征與強度指標。為科學評判自平衡法測樁結果提供試驗依據(jù),促進自平衡法測樁技術的推廣。參考文獻1 De Nicola A.,Randolph M.f.,Tesion

27、and Compressive Shaft Capacity of Piles in Sand J. Journal of Geotech.Eng1993，Vol.119，No.12：1952-19732 黃鋒，黃文峰，李廣信. 不同受載方式下樁側(cè)阻的滲水力模型試驗研究J.巖土工程學報，1998，20（2）：10-143 黃鋒，李廣信，鄭繼勤. 單樁在壓與拔荷載下樁側(cè)摩阻力的有限元計算研究J.工程力學，1999，16（6）：97-1014 杜廣印，黃鋒，李廣信.抗壓樁與抗拔樁側(cè)阻的研究J.工程地質(zhì)學報，2000，8（1）：91-935 翟晉自平衡測樁法的應用研究D：東南大學碩士學位論文南京，東

28、南大學，20006 Michael W. ONeill.Side resistance in piles and drilled shafts J.Journal of Geotechnical and Geoenvironmental engineering，2001，127(1)：3-167 丁佩民，黃堂松，肖志斌. 抗拔樁側(cè)摩阻力發(fā)揮規(guī)律的探討J. 建筑科學，2003，19(6)：46-628 許宏發(fā)，羅國煜，廖鐵平. 等截面樁的抗拔機理研究J. 工程勘察，2003，2(3)：4-69 戴國亮，龔維明，童小東. 托樁的荷載傳遞機理分析及實例驗證J. 地下空間與工程學報，2005，1(7)

29、：1150-115310 張忠苗，吳慶勇，張廣興. 抗拔樁和抗壓樁受力性狀異同性研究J. 工程勘察，2006，（6）：4-911 陳岳林. 超長大直徑鉆孔灌注樁抗拔與抗壓對比試驗研究J. 建筑結構，2007，37（11）：51-5512 楊有蓮，朱俊高. 自平衡法試樁轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)值試驗J. 水利水電科技進展，2008，28（1）：8-1113 戴國亮，龔維明. 壓樁和托樁摩阻力的原位試驗研究J. 建筑結構，39（2）：57-6014 陳小強，趙春風，甘愛明. 成層土中抗拔樁與抗壓樁的模型試驗研究J. 地下空間與工程學報，2009，5（2）：1537-154115 陳小強，趙春風，甘愛明. 砂土中

30、抗拔樁與抗壓樁模型試驗研究J. 巖土力學，2011，32（3）：738-74316 張正雨，尹曄. 抗拔樁和抗壓樁的機理分析及承載力計算J. 山西建筑，2009，35（9）：118-11917 王向軍，吳江斌，黃茂松. 樁的泊松效應對抗拔系數(shù)的影響J. 地下空間與工程學報，2009，5(增2)：1545-154818 習鈺，鄭剛，許潔. 不同加載條件下抗拔樁靜載試驗分析J. 巖土工程學報，2011，33（增2）：464-47019 羅少鋒，楊文星. 黃土地基中抗拔樁與抗壓樁對比試驗研究J. 工業(yè)建筑，2012，42（10）：78-8220 馬杰，趙明，趙延林. 抗壓樁與抗拔樁受力特性的現(xiàn)場破壞

31、性試驗J. 西南交通大學學報，2013，48(2)：283-28921 李燕，葉永紅，張廣興. 抗拔樁破壞性靜載試驗分析J. 低溫建筑技術，2013，179：102-10422 Nakayama J，F(xiàn)ujiseki YA Pile Load Testing MethodJapanese Patent No.1973-27007(in Japanese)23 J.OsterbergThe Osterbere Load Test Method for Drilled Shaft and Driven Piles The First Ten Years M. Colorado，1998，83-88

32、24 Jori OsterbergNew device for load testing driven piles and drilled shaft separates friction and end bearingPiling And Deep Foundations，1989，421-42725 史佩棟. 樁的靜載荷試驗新技術-Osterberg試樁法J.鐵道建筑技術，1996，3：5-626 史佩棟，陸怡.Osterberg 靜載荷試樁法10年的發(fā)展J. 工業(yè)建筑，1999，29(13)：17-1827 龔維明，蔣永生，翟晉. 樁承載力自平衡測試法J. 巖土工程學報，2000，22（

33、5）：532-53628 龔維明，戴國亮，蔣永生. 樁承載力自平衡測試理論與實踐J. 建筑結構學報，2002，23（1）：82-8829 龔維明，翟晉，薛國亞. 樁承載力自平衡測試法的理論研究J. 工業(yè)建筑，2002，32（1）：37-4030 戴國亮，吉林，龔維明，等. 自平衡試樁法在橋梁大噸位樁基中的應用與研究J. 公路交通科技，2002，19（2）：63-6631 樁承載力自平衡測試技術規(guī)程（DB32/T 291-1999).江蘇省地方標準.江蘇省技術監(jiān)督局和江蘇省建設委員會聯(lián)合發(fā)布.199932 Poulous H.G.，Davis E.H.Pile foundation Analys

34、is and design.Johnwiley and Sons，1980，New York33 Beringen F.L.，Windle D.，Van Hooydonk W.K.Results of loading Tests on Driven piles in SandJ.Recent Development in the Design and Construction of Piles，ICE，London，1979：213-225二、研究內(nèi)容、擬采取的研究方法、實驗過程、預期成果。1、研究內(nèi)容 （1）查閱相關文獻，全面了解下壓樁和上托樁摩擦力特征，歸納其特點。對兩種樁的荷載傳遞機理進

35、行分析，研究造成其差異的原因。 （2）簡單介紹自平衡測樁法原理以及目前存在的主要問題。 （3）進行室內(nèi)直剪試驗，研究全風化花崗巖填土混凝土界面剪切特性，內(nèi)容包括樁表面不同粗糙度、不同齡期和樁土間有無泥皮條件下樁-土間的應力-應變曲線特征、庫倫直線與強度指標。 （4）進行實體工程試驗（自平衡測樁法），通過與直剪試驗的結論進行比較，為科學評判自平衡法測樁結果提供試驗依據(jù)，促進自平衡法測樁技術推廣應用。2、 擬采取的研究方法 （1）理論分析查閱相關文獻，全面了解下壓樁和上托樁摩擦力特征，歸納其特點。對兩種樁的荷載傳遞機理進行分析，研究造成其差異的原因。 （2）室內(nèi)試驗 進行室內(nèi)直剪試驗，研究全風化花

36、崗巖填土混凝土界面剪切特性，內(nèi)容包括樁表面不同粗糙度、不同齡期和樁土間有無泥皮條件下樁-土間的應力-應變曲線特征、庫倫直線與強度指標。 （3）現(xiàn)場試驗進行自平衡試樁法的現(xiàn)場試驗，簡單介紹其原理。將其結果與室內(nèi)試驗進行對比，找出相關規(guī)律。3、 實驗過程3.1室內(nèi)直剪試驗 （1）試驗儀器試驗儀器用改進后的直剪儀，將原直剪儀的下透水石換成相應的混凝土塊,保證其上頂面與下剪切盒頂面平齊。 （2）試樣制備試驗土樣取自湖南省益陽市蘇家壩至新屋沖公路蘇家壩互通立交橋的花崗巖殘積土，試驗所需土樣一共所需44份，每份重50g，將稱量好的土樣用紙包起來?？刂泼看卧囼炌翗又亓肯嗤哪康氖潜ＷC在每次試驗進行時，在土體

37、密度相同的條件下，相同重量的土體有相同的體積，從而控制在剪切盒中的土體體積相同。試驗所需的泥皮為花崗巖殘積土、粘性土、水均勻調(diào)和而成。泥皮制作完成后用塑料袋密封起來，以保證每次試驗泥皮的含水率相同。混凝土塊的制作采用上剪切盒作為模具，在澆筑前將上剪切盒內(nèi)涂滿一層油，便于混凝土塊達到試驗所需養(yǎng)護天數(shù)時取出。澆筑混凝土時嚴格控制其高度，總體原則是盡量和下剪切盒高度一致，可高不可低。同時澆筑標準抗壓強度試驗試件8個，分別得到養(yǎng)護時間為7、14、21、28天時其最大抗壓強度。試驗前將混凝土塊放入下盒中，用銼刀將其打磨平整，保證混凝土塊的上頂面與下剪切盒的頂面一致，上述工作得到的混凝土塊為表面粗糙的混凝

38、塊。將得到的表面粗糙的混凝土塊用水泥漿抹平，前提依然是保證混凝土塊的上頂面與下剪切盒的頂面一致，此時得到的混凝土塊為表面平整的。（3） 試驗方案本接觸面試驗包括土體本身、不同法向應力（100kPa，200kPa，300kPa，400kPa)下無泥皮、有泥皮、不同粗糙度的混凝土塊以及不同齡期的混凝土塊的剪切試驗，具體試驗方案如表3.1所示 表3.1 剪切試驗方案方案編號 試樣條件1 土體本身2無泥皮，養(yǎng)護7天表面粗糙的混凝土3有泥皮，養(yǎng)護7天表面粗糙的混凝土4 無泥皮，養(yǎng)護7天表面平整的混凝土5有泥皮，養(yǎng)護7天表面平整的混凝土6 無泥皮，養(yǎng)護14天表面平整的混凝土7 有泥皮，養(yǎng)護14天表面平整的

39、混凝土8 無泥皮，養(yǎng)護21天表面平整的混凝土9 有泥皮，養(yǎng)護21天表面平整的混凝土10 無泥皮，養(yǎng)護28天表面平整的混凝土11 有泥皮，養(yǎng)護28天表面平整的混凝土 注：樣品數(shù)為11×4=44 （4）試驗步驟 （a）將混凝土塊放入下剪切盒中，檢查混凝土塊的頂面是否與下剪切盒的頂面一致。將制好的泥皮用毛刷將其平鋪在混凝土塊上，參考文獻38取泥皮厚度為2mm，當接觸面是無泥皮時不需要進行此步驟。 (b)安裝好上剪切盒，插入固定銷釘，將稱量好的土樣均勻的倒入剪切盒中，加入部分水使土樣飽和。待試驗裝樣完成后，把透水石緩緩的放入剪切盒中。最后加上傳壓活塞及加壓框架，在100kPa的壓力下固結24

40、小時，以此來保證試驗土樣在相同的壓實度下剪切。(c)試驗中試件的法向應力分別取100kPa，200kPa，300kPa，400kPa，在施加垂直壓力5分鐘后（施加荷載應當輕輕加上），向剪切盒內(nèi)注滿水。(d)徐徐轉(zhuǎn)動手輪，當測力計指針走動了1小格后，拔去銷釘，將測力計調(diào)零。以每分鐘4圈的速度轉(zhuǎn)動手輪，每轉(zhuǎn)一圈記錄一次數(shù)據(jù)。當剪切位移達到6mm時結束試驗，取剪切位移達到4mm時的強度作為抗剪強度。(e)繪制不同垂直壓力下剪應力隨剪切位移發(fā)展的曲線以及抗剪強度隨法向應力發(fā)展的曲線，分析各曲線趨勢，并對強度指標進行分析。3.2自平衡現(xiàn)場試驗（1）荷載箱的安裝（a）荷載箱的連接：將上鋼筋籠的主筋與荷載箱

41、上連接板（環(huán)）連接，下鋼筋籠與荷載箱下連接板（環(huán)）連接，并分別配置導向喇叭筋。 （b）荷載箱上所配置的聲測管、注漿管、位移管（桿）等連接時，先將各管（桿）放進鋼筋籠內(nèi)，再與荷載箱上的孔對應焊接，焊接時注意焊接質(zhì)量，不能出現(xiàn)滲漏等現(xiàn)象，各管引至地面時將管口封住，待使用時再打開。 （c）放置鋼筋籠及荷載箱時，將高壓油管間斷的固定在鋼筋籠上，并一直引至地面，將多余的部分盤繞整理好放在較為安全的位置，避免被后期施工破壞，以便測試時與高壓油泵的連接使用。(2)位移裝置的安裝 （a）位移桿把荷載箱處的位移傳遞到地面，位移桿應垂直于荷載箱上下板，且應在位移管中心，不得接觸位移管內(nèi)壁，同時應具有一定的剛度，可

42、以用直徑25mm的螺紋鋼或剛性較好的水管作為位移桿。 （b）位移管要有一定剛性及焊接性，可以使用直徑42X2mm鋼管，內(nèi)徑與位移桿外徑不大于20mm。 （c）位移桿、位移管對接可以采用螺紋連接也可采用焊接連接。如果采用焊接，焊縫應滿足強度要求，并確保位移管不滲漏水泥漿。特別提示：灌注樁澆注時，一定要確保位移管中不得進入水泥漿，否則位移桿不能正常工作。 （d）澆注前先在位移管中灌入清水進行密封試驗以驗證位移管的密封狀況。 （e）位移管、位移桿應使用帶接頭的連接方式，如：螺紋、焊接等，保證其連接性良好。 （f）荷載箱與鋼筋籠和位移管連接建議采用橫臥地面焊接，這樣可以很好的均分位移桿并固定長油管。(3)鋼筋計的安裝鋼筋應力計主要依據(jù)試樁區(qū)范圍內(nèi)的地基土組成特點和試樁技術要求布置，每個斷面上對稱布置三個鋼筋應力計。鋼筋應力計直徑為25mm，采用搭接焊方式將鋼筋計拉筋焊接在樁的主筋上：導線直接捆綁于主筋上，荷載箱下部鋼筋計導線穿過荷載箱時，預留67cm長度于荷載箱預