论文总字数：53635字

摘 要

随着科技发展与工程技术的不断提高，超高层与大跨径结构越来越多，为满足承载力和变形的要求，基桩也向超长桩、大直径趋势发展，从而也促进了基桩静载试验由大吨位向超大吨位的方向发展。

本文依托南京No.2016G11地块项目基桩竖向抗压静载荷试验，阐述了竖向荷载下基桩的承载机理，研究、分析了静载荷试验法的理论基础，并对本次试验方案进行设计，主要包括地基处理、反力装置设计与组装、加载系统设置、和沉降观测系统布置。

其次，通过ABAQUS软件有限元分析，并与理论计算结果和试验结果相对比，绘制沉降位移曲线，分别分析三种方法的差异，着重讨论桩周土压缩、回弹引起基准桩、基准梁变形,以及侧摩阻力比系数与桩端阻力比系数对试验精度的影响。

最后，在单个千斤顶计量标定精度基础上，依据各个千斤顶荷载—油压回归直线方程，得出各级荷载作用下的准确油压计算值，分析多个千斤顶并联精度，给出提高大吨位静载荷试验荷载精度的意见。针对基准桩（梁）—百分表（位移计）基桩沉降观测系统，提出红外位移测试技术的展望。

关键词：基桩静载荷试验；大吨位堆载；钢梁；精度分析

Abstract

With the continuous improvement of technological development and engineering technology, there are more and more super high-rise and large-span structures. In order to meet the requirements of bearing capacity and deformation, the piles have also developed towards ultra-long piles and large diameters, which has also promoted the development of the pile static load test develops from large tonnage to oversized tonnage.

The paper relies on the vertical compressive static load test of the foundation pile of Nanjing No.2016G11, describes the load-bearing mechanism of the pile under vertical load，studies and analyzes the theoretical basis of the static load test method .And the experimental scheme is performed. The design mainly includes foundation treatment, design and assembly of reaction force devices, loading system settings, and settlement observation system layout.

Secondly, the paper through ABAQUS software finites element analysis, and compared with the theoretical calculation results and experimental results, draw settlement displacement curve, and analyze the error of the three methods. We focus on the effect of deformation of the pile and reference beam caused by compression and rebound of the soil around the pile on test accuracy, and the influence of ratio coefficient of side frictional resistance and coefficient of resistance of pile tip on test accuracy.

Finally, on the basis of the calibration accuracy of a single jack, the paper based on the linear equation of each jack load-oil pressure regression, obtained the accurate oil pressure calculation values .Then analyzing the parallel accuracy of multiple jacks and supposing advices about large-tonnage static load test load accuracy. For the base pile (beam)- dial indicator (displacement meter) foundation pile settlement observation system, proposing the prospect of infrared displacement measurement technology.

KEY WORDS：Pile static load test；large tonnage； steel beam；precision analysis

目录

摘要............................................................................................................................................. ...I

Abstract........................................................................................................................................ Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 桩基静载荷试验研究现状 1

1.3 研究内容及工作 2

第二章 桩基竖向载荷试验方法比选 3

2.1 桩基竖向静载试验原理 3

2.2 桩基承载机理 3

2.3 桩基竖向载荷试验方法比选 3

第三章 理论计算 5

3.1 基桩荷载-沉降计算简介 5

3.2 南京No.2016G11地块试桩概况 5

3.3 场地处理 7

3.3.1 砂垫层设计 7

3.3.2 换填土方案 8

3.3.3 浅层平板试验 9

3.3.4 地基极限承载承载力 12

3.4 反力装置设计与安装 12

3.4.1 承载钢梁设计 12

3.4.2 组装试架方案 17

3.5 加载系统 17

3.6 沉降观测系统 18

3.6.1 监测点布置 18

3.6.2 监测方法 18

3.6.3 桩基沉降 19

3.6.4 支墩沉降 31

3.6.5 理论估算支墩回弹 39

3.7 现场安全及注意事项 41

第四章 沉降位移曲线误差分析 42

4.1 绘制Q~S曲线 42

4.2 理论计算误差 45

4.3 Abaqus软件计算误差 45

4.4 试验结果误差 46

第五章 堆载法基桩竖向静载试验精度分析 47

5.1 沉降测量系统精度分析 47

5.2 0~50mm数显式百分表精度 48

5.3 单个千斤顶精度分析 49

5.4 千斤顶并联精度分析 51

第六章 总结与展望 57

6.1 总结 57

6.2 展望 57

致谢 59

参考文献 59

附录A 60

附录B 64

绪论

研究背景及意义

桩的发展历史悠久，早在石器时代，人们就已经开始使用木桩作为房屋搭建的基础。近现代以后，随着钢筋混凝土构件和大型钻孔机械的出现，大大促进了桩基础的发展。桩基础能够提供较大的承载力，并且可以有效地减少上部结构的沉降，使得其成为在民用与工业建筑、桥梁、港湾及海洋建筑物中应用最为广泛的一种基础形式。随着科学技术和工程建设的高速发展，高层、超高层建筑物、跨江跨海特大桥梁、大型深水码头等建设越来越多，上部结构对基桩的变形与承载力要求越来越高，从而促进了桩向超长桩与大直径桩方向发展。

基桩静载试验是目前为止检验基桩竖向抗压极限承载力的最准确、可靠的方法。当试验荷载较小时，桩基静载试验按规范要求的方法进行试验，所得结果自然可靠。但随着试验荷载的增加，试验工作的难度也随着增加。受试验条件的限制，试验误差也随之增加，特别是大吨位静载中大体积的堆载、众多千斤顶的并联工作等产生的效应又往往被忽视。因此，研究其可能产生试验误差的影响因素，寻求减少试验误差的方法，提高试验结果的可靠性，有着重要的现实意义。

桩基静载荷试验研究现状

随着科学技术和工程建设的高速发展，高层与超高层建筑物的大量出现，上部结构对基桩的承载力要求越来越高，从而桩基静载试验理论也随之不断发展。目前用于基桩承载性状理论计算方法主要有：弹性理论法和剪切位移法等。

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