THEORY STUDY AND ENGINEERING APPLICATION OF LARGE DIAMETER AND SUPER-LONG PILE UNDER WATER
水下大直径超长桩理论分析与工程应用

结合在江阴、润扬等大型长江公路桥梁的试桩资料和基金课题“大型桥桩的非线性理论分析及神经网绍模型研究”，用包含点面接触单元的有限元模型对大直径超长灌注柱的承载机理和性状进行研究。研究的主要内容有以下几个方面：(1）对大直径超长灌注桩所穿过的巨厚土层中的优势面和优势层进行了分析。首先对一般土体中的优势面进行了分析，发现众多的岩土工程问题与土体中的优势面有关，并对它们之间的联系进行了分析。然后对大直径超长灌注桩可能穿过的土体优势面的类型和优势层情况进行了分析。(2)分析了包含点面接触单元的有限元模型。以往的计算模型常用Goodman单元模拟桩土接触面，而Goodman单元只适用于小变形，对于大变形特别是桩土相对沿移量较大时就不能计算，因此得到的结果只能用于分析塑性变形以前的情况。本文用点面接触单元模拟桩土接触面，这种单元可计算大变形和大位移。(3)系统地分析了大直径超长灌注桩不同桩型(直径为0．8～6m，桩长为50～100m)在不同土层中(主要是粘性土和砂土)的承载机理和承载性状，为大直径超长桩的实际应用提供了理论依据。(4)分祈了大直径超长灌注桩的几个特殊问题：①端阻力和持力层的作用大小问题。一般认为深厚土层中的超长桩是纯摩擦桩，端阻力所占的比例很少。但论文作者经过研究发现，对大直径超长桩，如果有较硬的土层作为持力层的话，端阻力所占的比例也会较大，也就是说此时持力层对大直径超长杖的作用是较大的。所以对大直径超长桩也要设法使桩进入持力层为好，这一点也为大直径超长灌注桩的桩底注浆提供了理论依据。②由桩项变形值定极限承载力的问题。研究发现，对大直径超长桩其达到荷载极限状态时的桩项变形值比规范规定的要大。所以对大直径超长灌注柱的极限荷载时的桩顶沉降值可核实际情况来定，这样可充分利用大直径超长桩的承载潜力，但此时要保证各桩的差异沉降在规定范围之内。③优势层和大直径超长灌注桩。苏州—南通长江公路大桥工程区，钻探揭露的岩土层多达22层，若统计到亚层，则多达32层之多。论文把相对较软的和相对较硬的层称为优势层，则相对较软的层就是软弱优势层(如易液化层、软土层、软弱下卧层等)，相对较硬且深度适宜的层就是持力优势层。优势层的存在会影响桩的荷载传递和承载特性。一般规律足，桩底持力优势层的优势性越强对桩的承载力的提高越有利；持力优势层上覆的软弱优势层的优势性越强对桩的承载力的提高越不利。划分出