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预压托换桩的压桩机理与压桩阻力研究

预压托换桩的压桩机理与压桩阻力研究

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作者：姜颢西安科技大学

学位级别：硕士

近年来,建筑物的加固改造已受到国内外极大的重视,并已发展成为一门新兴的学科。然而,在对既有建筑物的功能改造、加层改造,或在出现下沉、开裂、倾斜等建筑病害的治理中,大都涉及既有建筑物地基基础的加固处理。实践证明,预压桩基础托... 详细信息

近年来,建筑物的加固改造已受到国内外极大的重视,并已发展成为一门新兴的学科。然而,在对既有建筑物的功能改造、加层改造,或在出现下沉、开裂、倾斜等建筑病害的治理中,大都涉及既有建筑物地基基础的加固处理。实践证明,预压桩基础托换法确为一种行之有效的地基基础加固方法,尤其在西北湿陷性黄土地区更为适用。但目前在本项技术的理论研究方面还较欠缺,施工工法还需改进,其中预压托换桩的压桩机理和压桩阻力是一个急需解决的研究课题。本文基于孔扩张理论、采用数值模拟方法及工程实例验证,对预压托换桩的压桩机理和压桩阻力进行了较为系统的研究分析,取得了五个方面的研究成果:1压桩过程中桩侧土体受到剪切和侧向挤压作用,桩尖下部土体被向下和向两侧压缩挤开,贴近桩周的土体结构发生破坏,使桩体连续压入土体成为可能,且周围土体亦受较大的扰动影响;2基于孔扩张理论,考虑初始附加应力,推导了预压桩压桩过程中地基土的弹塑性区应力、变形、塑性区半径和桩端阻力的解析解,进一步给出桩端阻力的简化理论计算方法,并由工程实例进行了验证;3距离桩体（5-6）d之内的土体是桩体压桩过程作用的主要区域;压桩过程中,桩周土体将会发生向上隆起,且在径向上衰减较快,随着深度增加,隆起值呈线性减小趋势;4压桩阻力的主要影响因素为上部既有建筑基底附加压力、地基土黏聚力和桩-土接触面法向刚度,桩体垂直度偏差应控制在0.003Ll（各接桩桩段长度）内为宜;5针对西安地区土层,给出了采用系数调节法计算压桩阻力的修正系数取值范围。上述研究成果对于进一步研究预压托换桩的工作原理、承载力及压桩力和改进施工工法有较好的参考价值,并可供工程实践参考。

关键词：预压托换桩压桩机理压桩阻力基础托换初始附加应力

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