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振动沉摸大直径现浇混凝土薄壁管桩(以下简称PCC桩)是河海大学岩土工程研究所刘汉龙教授等自主开发研制的新型桩基技术,已通过江苏省科技厅组织的专家鉴定,并获得了国家专利。该技术是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型,具有较大的推广应用价值。 任何技术都是理论落后于实践,设计理论的滞后制约了该新技术的推广。负摩阻力是桩基工程研究的热点,在工程中存在较大的隐患。以往对PCC桩的研究尚未考虑负摩阻力。本文在前人工作的基础上,通过室内试验、理论分析、数值分析等手段,对PCC桩的负摩阻力问题进行了探讨,指出PCC桩的优越性,并通过在实际工程中的应用情况,说明其经济性。本文的主要工作有: (1) 自行研制出了一套室内模型试验装置对PCC桩进行试验研究。主要对单桩以及单桩复合地基进行荷载沉降试验,对桩身应变变化、桩侧土压力等一些参数进行试验研究,以了解该桩的荷载传递等工作特点,同时开展了单桩负摩阻力试验。 (2) 由于PCC桩存在桩芯土,而桩芯土的工作性状将对PCC桩产生很大影响,以往对桩芯土缺乏细致的研究,因此本文在上述模型试验的基础上对桩芯土的工作性状作了进一步研究,对PCC桩自身的特点有更深刻的认识。 (3) 对PCC桩的负摩阻力传递机理进行探讨,得出其在负摩阻力作用下的弹性微分方程,指出了桩侧负摩阻力的实质是桩周土的剪切变形。 (4) 在太沙基一维固结理论基础上,利用有限差分法建立了负摩阻力作用下PCC桩的沉降迭代计算公式。计算结果表明该方法的正确性,可以为PCC桩或其他相似的管桩的负摩阻力沉降问题所参考。 (5) 利用基本弹性微分方程给出了桩土相对位移的表达式,并在此基础上建立起PCC桩负摩阻力的简化计算公式,分析表明PCC桩内部不产生负摩阻力。该方法力学模型简化合理,所需要的计算参数较少,便于工程应用。 (6) 指出了目前有效应力法计算负摩阻力中忽略粘聚力c的不足,在上述计算负摩阻力最大值时考虑了粘聚力,并通过计算验证了其合理性。 (7) 结合PCC桩在盐通高速公路中的现场试验,对PCC桩的现场试验研究作