减沉桩设计原理及其工程实例

对于天然地基的强度能满足设计荷载要求，但沉降过大的情况，按减沉桩设计理论设计桩基础，与常规桩基设计结果相比，可减少用桩量30%左右，从而既低了工程造价又缩短了工期，显然，减沉桩设计方法对多层和小高层住宅的基础设计有重要的应用价值。     

控制沉降的基础设计—减少沉降桩基础

减少沉降桩基础是指按控制地基沉降的原则设计的桩基础,亦即在设计时由基础的沉降控制值来确定桩数和桩长。桩在基础中除承担部分荷载外主要起减少和控制沉降的作用,桩可视为减少沉降的措施,或作为减少沉降的构件来使用。减少沉降桩基础目前在工程界也往往被称为沉降控制复合桩基或疏桩基础,在国外称为Creep pile,有时也称为Friction piled foundation、piled raft foundation等等。 减少沉降桩基础是现代桩土相互作用理论研究的重要成果之一。众所周知,在实际工     

沉降控制复合桩基的设计原理及设计步骤

在较深厚的软弱地基上的基础设计中，经常会遇到下述情况：如果用天然地基上的浅基础方案，地基强度要求能基本满足或相差不大，但地基变形结果，往往沉降过大无法满足设计要求。这时就可以考虑采用沉降控制复合桩基方案。沉降控制复合桩基是指桩与承台共同承担外荷载，按沉降要求确定桩数的低承台摩擦桩，它是一种介于天然地基上浅基础和常规桩基之间的一种基础类型。和常规桩基不问，沉降控制复合桩基一般是根据外荷载由承台和桩共同承担，按建筑物容许沉降量要求确定桩数的原则进行设计的，其中承台除承担部分外荷载外，还需对桩基的整体…     

黄土塬地区大直径长桩承载性状与优化设计研究

 黄土塬地区桩基问题研究匮乏,依托陇东首栋超高层建筑,在试验桩身上布置混凝土应变计、钢筋应力计,承台底板下和桩端布置土压力盒,对原地基土、单桩基础和单桩承台基础分别进行现场原位载荷试验;利用ANSYS有限元软件对全短桩基、全长桩基及长短桩组合桩基在竖向荷载作用下的筏板沉降变形、地基土应力场与沉降变化进行分析。结果发现：(1) 黄土塬场地地基土夹层交互分布、湿陷性不连续,存在由非湿陷性黄土变成湿陷性黄土的可能,桩周土层对桩基内力传递与分布影响显著,桩身出现多个中性点,湿陷性土层下限深度确定更加复杂;(2) 各级荷载作用下,桩基Q-S曲线呈缓变型发展,表现为典型的摩擦型桩,桩身内力发挥具有异步性;试验加载至8 000 kN时,桩顶最大沉降为8.15 mm,单桩和单桩承台端阻力分别仅占桩顶荷载的4.8%和2.1%;(3) 单桩承台基础中承台底部实测反力呈倒“盆”形分布、边缘应力较大,桩–土–承台体系的承载性能优于单桩基础;桩基础设计时,可结合经验以承载力和最大允许变形量进行控制,提高桩身线刚度抵抗自身压缩变形,减小桩基上部沉降;(4) 长短桩组合桩基础充分利用与发挥了长桩控制沉降的作用与地基土浅层承载的能力,减少了长桩数量,节省了桩基造价,值得进一步深入研究。     

竖向受荷混凝土桩-地基土模型试验研究

桩基础广泛应用于建设工程项目中,桩基础承载力和地基土体沉降是影响建设工程项目质量的重要因素。通过自主设计加载装置和量测系统,进行竖向荷载下室内单桩静荷载模型试验,分析桩顶沉降、桩身应变、桩身轴力、桩侧摩阻力以及桩周土压力,研究桩体荷载分担和地基土体沉降机理。试验发现,存在一个地基土沉降盆,范围内的土体沉降较大,易对地基承载力和稳定性产生影响;存在一个有效桩长,当桩基长度超过此值时,增大桩长无法增大桩基极限承载力。试验结论对桩基设计提供参考,旨在保证桩基和地基土的承载作用。     

按沉降量控制的复合桩基设计方法(上)

本文突破了由单桩容许承载力确定桩数和外荷载由桩单独承担的低承台摩擦桩基传统设计概念,提出了由容许沉降量确定桩数和外荷载由桩与承台共同承担即按沉降量控制的复合桩基的完整设计方法,介绍了以沉降量为控制指标时的设计原则和步骤。最后简要叙述了该方法在软土地基上多层和中高层建筑中应用的概况及其显著的技术经济效果。     

刚性桩复合地基沉降变形与影响因素分析

探讨天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析垫层模量、桩间土模量及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明,桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一。地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。     

刚性桩复合地基沉降计算方法的研究及应用

在刚性桩复合地基设计中,刚性桩布桩间距等于3～5倍桩径。桩长和桩径根据复合地基承载力和沉降设计目标值确定。就刚性桩复合地基承载力和沉降计算水平比较而言,刚性桩复合地基沉降计算水平尤为重要,且按变形控制设计比按承载力控制设计更合理。通过对现有刚性桩复合地基理论和考虑承台效应的复合桩基理论进行分析探讨,利用刚性桩现场单桩荷载试验和多桩复合地基大型荷载试验成果,对现有计算刚性桩复合地基沉降的方法进行改进,得出初步结论。     

CFG桩复合地基沉降数值分析

在复合地基设计中，按变形控制设计理论比按承载力控制设计理论更合理。本文采用有限元ANSYS程序对CFG桩复合地基的单桩桩体荷载传递规律、变形特性及影响因素进行了分析，得出了减小复合地基沉降的方法和措施，对工程可起借鉴的作用。     

群桩基础地基中的竖向附加应力性状研究

根据我国４幢高层建筑桩基础的共同作用分析成果，对群桩基础中桩的荷载传递特性，桩间土、下卧层土中的竖向附加应力分布特性作了研究。结果表明，群桩的荷载传递特性与单桩不同，群桩基础在下卧层地基中的竖向附加应力分布特性也明显地区别于等代深基础。按本文方法得到的群桩基础地基中的竖向附加应力，用分层总和法计算地基变形，无论是桩间土的变形特性还是桩基沉降量均与现有的实测成果比较一致     

地基沉降计算的困难与突破

太沙基(Terzaghi)创立土力学理论已近百年,但土力学的两个最基本的问题也是工程设计应用最广的内容:地基沉降计算和承载力合理确定还没有很好的解决,以致土力学被称为是一门半理论半经验的"艺术"科学。问题的根源是什么?如何突破?能使理论更接近实际一点吗?这里介绍我们所做的一些工作和思考,就是分析沉降计算不准的原因是由于室内土样试验获得的参数与现场原位土试验获得的参数差异大,同时通常的沉降计算方法难以考虑土体应力水平产生的侧向变形引起的非线性沉降。建议对硬土地基采用原位压板试验建立的切线模量法计算地基的沉降,可以解决原位土参数和应力非线性的问题,对软土主要是解决应力非线性问题。对合理确定地基承载力,应该计算实际基础的荷载沉降曲线,由基础的荷载沉降曲线,用强度和变形双控的方法,才能合理的确定地基的承载力。希望抛砖引玉,共同努力,推进学科发展。     

考虑桩土变形协调的软土刚性桩复合地基设计计算

 按照规范设计,软土刚性桩复合地基桩间土的承载力往往被过高使用,其设计承载力对应的沉降大于复合地基沉降,而实际中是不可能出现这种情况,因此,桩间土承载力并不能按照设计发挥,主要原因是没有考虑桩、土变形协调的关系。为揭示桩、土变形协调的内在本质以及软土承载力被过高使用的问题,采用双曲线切线模量法,分别计算桩、土的p-s曲线,然后叠加成复合地基的p-s曲线,建立桩、土变形协调关系,以此分析桩、土荷载分担的情况。分析后发现,按照规范方法设计时,通常软土的承载力使用过高和桩的承载力设计偏低,如单桩承载力或其强度不足,易导致桩及复合地基破坏。针对规范方法的不足,提出合理的软土刚性桩复合地基设计应考虑桩、土变形协调的关系,应根据其p-s曲线按照相应沉降量所对应的荷载确定桩间土承载力,建立的考虑桩、土变形协调的软土刚性桩复合地基设计计算方法,可为今后设计提供指导作用。     

桩土变形计算模型和变刚度调平设计

不同基宽压缩层深度、基础和桩侧土变形范围、双桩相互影响系数以及桩顶荷载分布的测试结果说明 ,土 -土、桩 -土、桩 -桩相互作用效应较连续介质弹性理论值明显弱化。这是导致按弹性理论计算沉降和相互作用影响偏大的基本原因。本文提出土 -土、桩 -土、桩 -桩相互作用影响计算修正模型 ,应用于高层建筑地基 -基础 -上部结构共同作用计算 ,工程验证表明实测沉降等值线与计算接近 ;并提出共同作用变刚度调平优化设计概念与方法 ,应用于 7项工程 ,收到了大幅节约桩基造价、减小差异沉降的效果。     

预制桩挤土效应对桩基础沉降变形影响案例及分析

通过相同条件下,不同桩距建筑物沉降变形的监测,得出挤土桩沉降变形随桩距减小而增大的结论;分析挤土桩沉降变形规律和非挤土桩的不同,即沉降变形和附加应力非完全对应的关系;给出挤土效应引起的桩基质量问题,应用非挤土效应的桩进行处理的建议,这对于事故处理及防止类似事故发生是非常必要的。     

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

Some problems of rigid pile composite foundation design according to current codes have been analyzed. After investigating the function of cushion in rigid pile composite foundation and the influence rules of cushion thickness and stiffness of soil on pile-soil stress ratio,the tangent modulus method proposed by YANG Guanghua is used to study the design method according to settlement control. The design method is presented as follows. Firstly,supposing that pile and soil are independent systems,the nonlinear p-s curves(where p is stress,s is settlement) of pile and soil are calculated,respectively. Then,according to the deformation compatibility principle,the settlement curve of composite foundation is obtained by the above p-s curves. Finally,by controlling settlement and adjusting cushion thickness,loads on piles and soil are optimized,which makes the design of rigid pile composite foundation reach the best state. A practical project design is optimized by this method. The calculation value is very close to the measured settlement,which proves the rationality of this design method. This method better considers pile-soil interaction;and its parameter determination is relatively simple and reliable,so as to give a new idea in rigid pile composite foundation design.     

地基非线性沉降计算的原状土割线模量法

地基的沉降计算如何较准确而又简便是工程实践中一直未很好解决的问题。为较好解决地基沉降计算这一重要难题,提出一种原状土割线模量法,就是利用原状土的压板试验曲线,假定压板试验曲线符合双曲线方程,利用Bussinesq解,建立不同荷载水平下土体的等效割线模量。对于实际基础,则根据土体不同深度的应力水平,从压板试验曲线确定原状土的割线模量,然后用于分层总和法进行地基非线性沉降计算,通过试验曲线的验证和实际工程的应用,证明该方法效果较好,可较准确计算地基的沉降。     

西安市长安区某住宅楼桩基沉降验算

采用桩基沉降等效作用分层总和法,对西安市长安区某住宅楼进行了桩基沉降变形验算,结果表明：该工程桩基础沉降量、整体倾斜值均符合规范要求,桩基沉降稳定。     

附加应力法计算刚性桩复合地基路基沉降

部分刚性桩复合地基路基实际沉降超过计算沉降的重要原因之一是现有沉降计算方法存在严重缺陷。在分析桩土沉降关系和桩土作用的基础上,提出了路堤下刚性桩复合地基沉降计算新方法——附加应力法。首先根据桩土作用计算桩土附加应力,然后采用分层总和法计算复合地基沉降。经工程实例验证后,利用附加应力法研究了桩长、桩间距、扩底、桩帽等因素对路基沉降的影响,并与现行方法计算的沉降进行对比。分析表明:附加应力法可以考虑单桩竖向承载力、桩帽转移荷载能力、桩土相互作用等因素的影响,计算沉降与实测沉降接近;利用桩帽将路堤大部分荷载转移到桩顶可以有效减小路基沉降;扩底比桩长加大更经济合理;按"强桩、大间距、大桩帽"原则设计的复合地基比密桩复合地基更经济合理。     

一种大直径扩底桩的沉降计算实用方法

根据大直径扩底桩桩端应力的分布特征,利用Mindlin基本解推导了扩底桩桩端沉降计算公式,并给出了沉降影响系数。公式中桩端持力层土体的变形模量用深层平板静力载荷试验测定,但深层载荷试验有时难以实现。为此根据收集的扩底桩工程实测沉降和原型扩底桩静载试验结果,建立了工程中常用的压缩模量与变形模量间的关系,并给出了两者的换算关系。大量的工程实测表明,得出的扩底桩沉降计算公式是实用的。     

Mindlin解均化应力法计算桩基沉降及工程应用

基于群桩Mindlin应力解附加应力场和群桩基础变形分布特征,考虑承台和上部结构刚度对沉降变形的均化效应,总结了Mindlin解均化应力分层总和法计算群桩基础沉降的具体步骤细则。针对计算中具体问题,诸如压缩层计算厚度、上部结构刚度贡献、变刚度调平设计中桩类型的多样性,结合特定侧阻分布概化模式不同长径比、不同桩距条件给出基桩均化附加应力计算简易方法。应用所提供的均化附加应力计算方法计算群桩沉降,通过工程实例验证,与Boussinesq实体深基础计算法和等效作用计算法比较,其沉降计算值与实测竣工沉降值较为接近。