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研究生:曾展麟
研究生(外文):Chan-Lin Tseng
論文名稱:台灣高速鐵路興建工程泥岩路段基礎反循環基樁承載力特性之分析研究
論文名稱(外文):Analysis on the Bearing Capacity of Reverse Circulation Piles Constructed for Taiwan High Speed Rail in Mudstones
指導教授:蔡光榮蔡光榮引用關係
指導教授(外文):Kuang-Jung Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:140
中文關鍵詞:泥岩反循環基樁承載力特性
外文關鍵詞:Mudstone、 Reverse circulation pile、 Bearing capacity characteristics.
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本文旨在探究泥岩地質區反循環基樁之承載力特性,並先收集研究區域內之行政區域、地理地形、氣象水文、流域水系、地質土壤、土地利用、高鐵路廊、泥岩特性、地質鑽探、基樁施工、載重試驗等各項資料予以歸類後,區分為自然資料及工程資料,據以作為區域環境背景分析;再結合反循環樁設計原理與其承載力特性分析,用作基樁承載力估計及檢驗之依據。
基樁之承載力係由樁身四周地質土壤及基樁本身之承載力所構成,本研究乃針對樁身四周之承載力於不同地質、不同地層之承載特性進行比較分析,經由本研究得知基樁底部進入砂岩及砂土層之承載力較佳(約為總荷重之1/2),入粘土層及沉泥層者較差(約為總荷重之1/4),入泥岩層者居中;又樁尖入泥岩層之承載力貢獻度佔該樁總荷種之比例只約為總荷重之1/3~1/4,故不能因樁尖已經入岩而逕以點承樁設計;另對於反循環基樁之施工,更需注意樁底沉泥之抽除清理及掌握施工時程,以免降低泥岩地層基樁之承載力。
為克服深層地質之複雜性與施工之困難度,必須具備確實之探勘、精確之研判、周延之設計、科學之檢驗以及嚴謹之施工管理等條件,才可能製作出品質優良、成本經濟、耐久又安全的優質基樁。
The main objective of this study is to investigate the bearing capacity characteristics of reversed circulation piles in mudstones . Different varieties of information related to administrative zones, geological formation, meteorological and hydrogeological data, soil classification, land use capability, high speed rail corridor, mudstone properties, group piles construction and their load test in situ, have been categorized and classified into two main sections, i.e. under natural environment and construction environment. This information will serve as reference for subsequent regional environment analysis. Based on the principle governing the design of reversed circulation pile and the characteristic analysis of its bearing capacity, it is used in the estimation and analysis for piles bearing capacity.
Soil condition surrounding the pile and the dead load of the pile contribute to the bearing capacity of the pile. This study deals specifically with the different loading on the piles in different soil conditions, together with bearing capacity of the soil strata at different depth, to produce a comparison analysis. From this study, it is concluded that the bearing capacity of pile is highest when the pile toe embedded into sandstone or sandy soil, moderate in mudstone and least in clayey or sedimentary layer. It also reveals that contribution of the bearing capacity from the pile toe embedded in mudstone is low compared to the total weight of the pile; hence, it is not used for end bearing pile design. Additionally, this study further reveals that during reversed circulation piles construction, it is important to pay particular attention on the removal of the sediments under the piles and the duration of the pile construction; this will affect the bearing capacity of the piles in the mudstone strata.
In order to overcome the problems of mudstone strata complexity and construction difficulty, the actual soil strata and analysis data, precise pile locations, accurate determination of the bearing capacity of the soil strata, surrounding piles design and stringent construction management are necessary and need to be investigated during piles design stage. This will ensure good quality, economical, safe and durable piles constructed in mudstone area.
中文摘要- ----------------------------------------------------Ⅰ
Abstract-----------------------------------------------------Ⅱ
誌謝----------------------------------------------------------Ⅳ
目錄----------------------------------------------------------Ⅴ
表目錄--------------------------------------------------------Ⅶ
圖目錄--------------------------------------------------------Ⅸ
照片目錄------------------------------------------------------XI
第壹章 緒論--------------------------------------------------1
1.1、研究動機--------------------------------------------------1
1.2、研究範圍------------------------------------------------- 2
1.3、研究目的------------------------------------------------- 4
1.4、文獻回顧------------------------------------------------- 4
第貳章 研究區域概況------------------------------------------15
2.1、地理地形-------------------------------------------------15
2.2、地質土壤-------------------------------------------------17
2.3、氣象水文-------------------------------------------------22
2.4、流域水系-------------------------------------------------26
2.5、土地利用-------------------------------------------------26
2.6、高鐵路廊-------------------------------------------------28
第參章 研究分析方法------------------------------------------31
3.1、研究流程-------------------------------------------------31
3.2、研究方法-------------------------------------------------33
第肆章 理論依據說明----------------------------------------- 35
4.1、反循環樁設計原理----------------------------------------- 35
4.2、基樁承載力理論--------------------------------------------36
第伍章 基樁載重試驗------------------------------------------45
5.1、反循環基樁製作--------------------------------------------45
5.2、基樁前期載重試驗----------------------------------------- 49
5.3、基樁驗證載重試驗----------------------------------------- 60
第陸章 基樁承載力特性分析------------------------------------ 78
6.1、不同深度地層之摩擦承載力貢獻度分析--------------------------84
6.2、不同地質區域之基樁承載力特性分析--------------------------- 88
6.3、特殊沉陷行為之基樁承載力特性分析--------------------------- 98
第柒章 結果與討論-------------------------------------------105
7.1、從不同深度地層之荷重分佈探討基樁摩擦承載力貢獻度
--------------------------------------------------- 105
7.2、從樁尖入泥岩之基樁探討不同深度地層之摩擦力特性
-------------------------------------------------- 105
7.3、由載重沉陷關係探討不同地質區域基樁之承載力特性
----------------------------------------------------106
7.4、由特殊之沉陷行為探討基樁之承載力特性------------------------107
第捌章 結論與建議-------------------------------------------109
8.1、結論----------------------------------------------------109
8.2、建議----------------------------------------------------112
參考文獻-----------------------------------------------------113
附 錄-----------------------------------------------------118
作者簡介-----------------------------------------------------140
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