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研究生: 廖惠菁
Hui-Ching Liao
論文名稱: 以t-z曲線分析台北市信義計畫區反循環樁 之現地承載行為
Performance Analysis of Reversed Circulation Piles in Eastern Taipei Area
指導教授: 林宏達
Horn-Da Lin
口試委員: 李維峰
Wei-F. Lee
陳正興
Cheng-Hsing Chen
卿建業
Jen-Ye Ching
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 200
中文關鍵詞: 反循環樁t-z曲線承載行為
外文關鍵詞: Reversed Circulation Piles, t-z Curve, Performance Analysis
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  • 台灣地區基樁之設計實務上,多引用國外專家學者發表之理論公式或經驗公式計算基樁極限承載力,國內相關本土化公式則常因土層變異性大及承載行為不易掌握,而難以準確估算基樁之極限承載力,加以實際試樁結果顯示,一般試樁之極限承載值多遠大於其設計值,且樁身摩擦力與樁底點承力之發揮程度係依基樁之位移量而決定。因此,以過去之理論公式或經驗公式計算基樁之極限承載力,不但可能低估其樁身摩擦力,亦可能高估其樁底點承力,進而造成不必要之浪費,因此,實有必要進一步瞭解樁基礎之實際承載行為。
    本研究藉由相關資料蒐集與文獻回顧,瞭解基樁軸向承載行為之基礎理論與影響因素;其後,選定台北市信義計畫區為研究範圍,蒐集該區之地質鑽探報告與試樁資料,分析其土層特性與t-z、q-z曲線,以掌握該區之簡化土層與土壤參數;再者,以數值程式模擬各試樁案例之樁-土互制行為,進行基樁之樁-土系統摩擦阻抗分析、樁-土系統界面勁度分析,及基樁荷重-位移承載行為模式分析;最後,歸納、彙整所有分析結果,提出台北市信義計畫區之樁-土系統摩擦阻抗、樁-土系統界面勁度等係數之分析理論與預測公式,期能發展一套合理考量實際樁-土系統特性之分析理論與預測公式,以為後續相關分析設計之參考。


    In engineering practice, the calculation of bearing capacity of piles is usually based on theoretical equations from textbooks or empirical estimations done by foreign professionals. However, it is very difficult for those formulas to accurately estimate the bearing capacity of piles, because of variation in soil layers and unpredictability of bearing behavior. In practice, we could generally find that the actual bearing capacity of piles is far greater than their designed capacity, and displacement of piles governs both skin frictions and end bearing forces of piles. As a result, the bearing capacity estimated by the past formulas may not only underestimate skin fictions but also overestimate end bearing force in most cases. To increase efficiency of setting piles, it is necessary to further examine the actual bearing behavior of pile foundation.
    This study investigates the relevant theories and major characteristics of the bearing behaviors of piles through literature review and information gathering. Secondly, the exploration reports of stratigraphy and the data of pile loading test are collected, using Xinyi District, Taipei City as an example. The soil characteristics, t-z curves, and q-z curves of pile are analyzed to understand the simplified soil layers and the soil parameters of the area. Moreover, this study performs numerical simulations for pile-soil behavior, analyzes friction coefficient and stiffness of pile-soil system, and evaluates load-displacement model of piles. Finally, based on the results of the above analyses, an empirical estimation for the bearing capacity of piles in studying area is proposed. Hopefully, the results of this study will shed light on further related research and future design reference.

    論文摘要 I ABSTRACT II 目錄 III 表目錄 VII 圖目錄 IX 第 1 章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究內容與方法 3 第 2 章 文獻回顧 7 2.1 基樁土壤互制行為 7 2.1.1 樁-土摩擦行為 10 2.1.2 樁-土點承行為 12 2.1.3 WINKER MODEL之單樁理論解 13 2.1.4 樁-土互制之數值分析方法 16 2.1.5 基樁承載行為影響要素 18 2.2 基樁設計 20 2.2.1 基樁軸向極限承載力 21 2.2.2 樁身極限摩擦力 23 2.2.3 基底極限點承力 31 2.3 場鑄基樁施工 37 2.3.1 反循環樁 38 2.3.2 全套管樁 42 2.4 基樁軸向靜壓載重試驗 46 2.4.1 原理與流程 46 2.4.2 基樁極限承載力分析 50 2.4.3 基樁T-Z曲線分析 53 第 3 章 案例蒐集與分析 58 3.1 台北市信義計畫區地層概況 58 3.1.1 地形概況 59 3.1.2 地質構造 61 3.1.3 地層分區及其土層分佈 62 3.2 台北市信義計畫區土層分佈 64 3.2.1 鑽孔資料彙整 64 3.2.2 簡化土層 69 3.2.3 土層參數分析 74 3.3 試樁資料彙整與分析 77 3.3.1 試樁案例A之基樁承載行為分析 83 3.3.2 試樁案例B之基樁承載行為分析 87 3.3.3 試樁案例C之基樁承載行為分析 90 3.3.4 試樁案例D之基樁承載行為分析 93 3.3.5 試樁案例E之基樁承載行為分析 96 3.3.6 試樁案例F之基樁承載行為分析 100 3.3.7 試樁案例G之基樁承載行為分析 103 3.3.8 試樁案例H之基樁承載行為分析 107 3.3.9 試樁案例綜合整理 110 第 4 章 試樁案例摩擦承載行為分析 112 4.1 設計承載力與試驗承載力之比較 112 4.1.1 分析理論與公式 112 4.1.2 分析結果與比較 113 4.2 摩擦阻抗係數分析 124 4.2.1 分析理論與公式 124 4.2.2 各試樁案例分析結果 124 4.2.3 各土層Β值之分析與預測 129 4.3 樁-土界面勁度分析 139 4.3.1 分析理論與公式 139 4.3.2 各試樁案例分析結果 140 4.3.3 各土層Δ值之分析與預測 145 第 5 章 基樁軸向承載模式預測 152 5.1 分析理論與公式 153 5.2 各試樁案例分析結果 155 5.3 基樁承載係數A、B值之分析與模式預測 166 第 6 章 結論與建議 172 6.1 結論 172 6.2 建議 174 參考文獻 176

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