英语原文共 9 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
沉管灌注桩的施工控制可靠性
（论文源于Ain Shams工程杂志土木工程版）
作者：
a. 谢里夫S. Abdelsalam， 民用工程系，工程系，驻埃及英国大学，开罗，苏伊士路、nv sherouk市11837，埃及。
b. 法特玛A. balighb，bcivil工程部，EL mattaria工程学院，阿勒旺大学，开罗11790，埃及。
c. hayel M. El naggarc，住房和建设国家研究中心，解放街87，开罗12311，埃及Dokki，
论文于2015年8月27日完成；2015年11月15日修订；2015年12月28日认证。
绪论：
本研究的目的是确定最可靠和最有效的组合来指导沉管灌注桩的设计与施工方法。对于一个宽范围的静态和动态的公式，使用具有可靠性基础的埃及数据库中318桩房屋荷载试验结果进行阻力因素的计算。在分析中引入了一个施工控制因素，这决定了要用静态和动态公式计算出的桩的额定承载力之间的变动。主要结果有，最低的变异系数与Davisson标准相关，与其他方法相比AASHTO法计算的阻力系数比较高。此外， CPT-Nottingham 和 Schmertmann法提供了最经济的设计。有关桩施工控制因素的建议也被提出，它被发现，利用该系数可以显着地减少计算和实际承载力之间的变动。
copy;2016艾因·夏姆斯大学工程学院，委托Elsevier B.V公司出版。这是CC by-nc-nd 许可下的开放论文(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).
关键词： 沉桩；静态方法；动力公式；施工控制。
1.简介
大直径现浇混凝土灌注桩轴是最常用的桥梁基础类型[ 1 ]。虽然与钻孔灌注桩相比预制桩更具成本效益，但由于其施工控制要求和环境限制，预制桩并不适合大体积桥梁施工[ 2 ]。 kasaby [ 3 ]中沉管灌注桩（一种灌注桩）仍被用于埃及的小体积桥梁和远离大都市区。沉管灌注桩是通过安装钢套管在地面形成一个底板，到所需的深度之后用一个钢筋笼插入套管内进行混凝土浇筑，然后拆去钢壳接着用于安装其它桩孔。当前地区通过实践评估沉管灌注桩的设计能力，主要是基于静态分析的方法，同时施工控制方面是通过使用动态公式解决。
对于选定的静态方法或动态公式，桩设计可以用一般设计（WSD）法，极限状态设计（LSD）或载荷及阻力系数设计（LRFD）法来实现接近。到现在为止，区域做法仍是基于安全（FS）与WSD相关的因素，这是主观的，并不能保证子结构[4-6]的可靠、一致性和可持续性。WSD的这一缺点来源与忽略各种和不确定性水平有关的载荷和深基础承载力，从而要使用的保守的FS[7]。
在过去的几十年里为了实现深基础的可持续设计，利用基于可靠性的方式逐步过渡。因此显著的努力已经朝向岩土工程设计标准的开发和应用，如欧洲标准（EN），国家公路和运输官员协会（AASHTO）和其他的LRFD国际代码。目前埃及代码（其作为为统一的区域代码库）正在被更新，包括深基础LRFD方法。此更新的原因主要有两方面：第一是遵循适应深基础可靠和可持续设计的国际潮流;二来在设计过程中融入施工控制，并鼓励使用沉桩。
在这项研究中，LRFD校准框架包括五个静态方法和一个动态式。该标准为客户提供设计建议，涵盖范围广泛，如AASHTO，加拿大设计手册，并为深基础埃及代码（ECDF）的设计规范提供了可用的方法。 此外， 校准框架是基于使用四个不同标准最终静载试验（SLT）承载力的成果判断的。这些标准是Davisson [8]; Chin [9];Modified Chin [10]和Brinch Hansen [11]。开发LRFD阻力系数后，最有效的静态方法是与Hiley动态公式[12]获得的分解力比较。这是在试图定义静态和动态的结果之间的差异，可容易地提供一种嵌入式结构应用到静态方法 ，一个可以减少设计和施工之间差异的程序。
|
|
土壤黏聚力 土壤粘附 锥套摩擦 侧土压力系数 测量值与计算值间的均偏差率 嵌桩长度 样本大小 粘性土端承力系数 端承力无粘性土因子 . 桩端有效垂直应力 失效概率 有效垂直应力 结构荷载 极限承载力 平均锥尖阻力 |
|
桩额定承载力 极限表面摩擦力 极限总桩承载力 桩半径 桩与锥套直径比 表面摩擦系数 可靠性指标 负载因子 土-桩摩擦角 土层厚度 平均偏差 施工控制系素 标准偏差 效率因子 阻力系数 土壤内摩擦角 |
2. 静态分析方法
采用静态分析方法评估桩的数量和长度在初始设计阶段需要发布投标和承包文件。选择最合适的静态方法需要足够地了解场地地下情况以及设计方案对某一特定类型桩的影响。国际上，临时更新的AASHTO规范[ 13 ]采用组合砂土、粘土和混合土中桩的静力方法。在这项研究中，AASHTO桩的设计组合，基于a-Tomlinson和SPT-Meyerhof计算粘性土和无粘性土，分别被列入校准框架-这组合表示为“2007AASHTO法”。此外，诺丁汉的方法Schmertmann [ 14 ]是基于圆锥贯入测试（CPT）的结果，因此这里表示为“CPT Namp;S”法。
此外，有三个地区的方法被认为是关于此研究：两个源于目前埃及代码[ 10 ]和一个改编自加拿大基金会手册[ 15 ]。这些方法，分别表示为“20011 ECDF”方法、“2001 CPT”和“lsquo;2014 ECDF”方法。因为这三种方法在国际上都没有得到认可，因此为每个方法提供一个简短的说明。
2.1. 2001 ECDF（经验累积分布函数）法
“2001 ECDF”法是改良Tomlinson[ 16 ]和Nordlund[ 17 ]法于粘性土壤后的总结，在这种方法中，有总极限承载力Qult,最终表面摩擦力QS，和最终承载能力QB。在粘性物质中,预制桩的Qult可用公式式（1）计算.
(1)
C,代表了沿桩长（从表1）的土壤粘附力，R,桩的半径，L，桩嵌入段长度；C, 沿桩端土距离等于1.5R的土壤上下面平均凝聚力； Nc,端承力系数（通为9）。
表1 凝聚力和粘合性值用于粘性土的“2001 ECDF”法
|
桩型 |
土壤指标 |
土的粘聚力，C（kPa） |
土壤粘附力,Ca（kPa） |
|
混凝土 和木桩 |
非常柔软 软 中等软 僵硬 非常僵硬 |
0–12.5 12.5–25 25–50 50–100 100–200 |
0–12.5 12.5–24 24–37.5 37.5–47.5 47.5–65 |
|
钢桩 |
非常柔软 软 中等软 僵硬 非常僵硬 |
0–12.5 12.5–25 25–50 50–100 100–200 |
0–12.5 12.5–23 23–35 35–36 36–37.5 |
无粘性材料的Qult可以用式（2）计算。 (2)
KH代表沿桩长侧向土压力系数（见表2）; po, 沿桩长有效竖向应力；delta;,土-桩摩擦角（钢桩的delta;等于20°，混凝土和木桩的phi;与土的内部摩擦角为其3 / 4，phi;是土壤内摩擦角）; ∆L为桩土层厚度；Pb，有效垂直应力提示；Nq，端承力的系素（见表3）
2.2. 2001 CPT（静力触探）法
2001年埃及代码也提供了单桩设计方法，被认为是Nottingham 和Schmertmann [ 14 ]的一个简化版本。这种方法是2001 CPT，其中总极限荷载可根据牛顿公式（3）计算。
Qult=alpha;*qc (pi;Rsup2;) fc *(2pi;RL) (3)
其中alpha;是桩锥套直径比（通常假设等于0.7）；qc,沿桩端6D和3D的桩锥尖阻力（qcle; 15 MPa）；fc, 沿桩长锥套筒平均摩擦（fcle; 100 kPa）。如果fc未知，可以估计为fc =0.005 qc。
表2 KH值系数下的拉伸和压缩载荷(D为桩直径)
|
桩型 |
KH（压缩） |
KH（张力） |
|
H型钢 置换桩 位移锥桩 位移螺杆 D＜60cm预制桩 |
0.5–1.0 1.0–1.5 1.5–2.0 0.4–0.9 0.7–1.5 |
0.3–0.5 0.6–1.0 1.0–1.3 0.3–0.6 0.4–1.0 |
表3 “2001CPT”法无粘性土的Nq值
|
phi;rsquo;（°） |
25° |
30° |
35° |
40° |
|
Nq |
15 |
30 |
75 |
150 |
（注浆排土桩phi;rsquo; =(phi; 40°)/2，非注浆排土桩，phi;rsquo;=phi;—3°）
2.3. 2014 ECDF 法
在“2014 ECDF”静力法中，桩在粘性材料中的承载力与“2001CPT”的计算方法相似。唯一的区别是在无粘性材料的体积计算，这是基于加拿大的基础工程手册[ 15 ]。这意味着可以使用公式（4），其中beta;*是表面摩擦折减系数，Nq端承载力系数（beta;*和Nq值在表4中提供）。
（4）
3. LRFD(载荷及阻力系数设计)法的发展
至于区域LRFD阻力系数的研究，Abdelsalam等人正在开发设计基础电子数据库（即埃及桩测试，或EGYPT）[ 18 ]。包括318桩的体系信息。这个数据库基于麦克维等人对沉管灌注桩的使用进行的记录，其中包括砂土中4个桩，粘土中12个和混合土中24个桩[19]。每一个可供记录土壤组的数目不足以运行所需的可靠性分析。因此，他们决定使用蒙特卡罗模拟（MCS），所有可用的数据库中的记录来放大这些组的可用数量。此外，另一组叫“所有桩群”，即所有可以利用的沉管灌注桩被列入数据库中进行分析。应用这样的“所有桩群”数据库比较常规，因为数据库中桩的土壤变化条件非常有限–所有可用的振动桩都是混凝土桩，其中大多数是在有参照的地质构造中，使用相同的打桩锤，92.5%的端承在密砂土层中，距地面约20米。
表格4 “2014 ECDF”法中无粘性土的beta;*值和Nq值
|
土壤类型 |
置换桩 |
非置换桩 |
土壤类型 |
置换桩 |
非置换桩 |
||
|
beta;* |
淤泥 松散砂 中砂 密砂 砾石 |
0.3–0.5 0.3–0.8 0.6–1.0 0.8–1.2 0.8–1.5 |
0.2–0.3 0.2–0.4 0.3–0.5 0.4–0.6 0.4–0.7 |
Nq |
淤泥 松散砂 中砂 密砂 砾石 |
20–40 30–80 50–120 100–120 150–300 |
10–30 20–30 30–60 50–100 80–150 |
LRFD阻力因素的校准采用了先前选定的设计方法
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[150811]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
