局部桩筏基础的设计与施工

以加拿大多伦多市某工程为例,介绍了在复杂地质条件下采用局部桩筏基础(PPRF)的设计及施工问题;探讨了设计PPRF的决定性因素;在保持PPRF设计的完整性前提下,提出了单位沉降量的准则,并用于筏板和桩的设计;计算了PPRF的滑移及转动;最后,采用有效方法对该工程采用的局部桩筏基础进行了计算分析。结果表明,PPRF的设计主要取决于侧向土压力、分布不均的建筑荷载以及地基土的非均匀承载力,工程桩应主要布置在沉降较大的区域,即位于筏板基础承受高压力而土体承载力较低的西北部。探讨局部桩筏基础的设计与施工为该类型工程的基础设计提供了一个新的解决途径。     

强地震区百万千瓦机组锅炉基础设计分析

在高烈度区,百万千瓦机组的锅炉基础需要承受较大的竖向和水平荷载,如果地基土承载力不高,需要采用桩基础,而如果柱网距离较小,需要进一步采用桩筏基础.桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强的特点,对桩筏基础的分析,是岩土工程领域研究的一个热点,现行规范尚未给出明确的计算方法.目前对桩筏基础的分析有不同的计算模型,也有不同的分析软件,通过对百万千瓦锅炉基础的分析,希望能够对类似工程的设计提供参考.     

CFG桩复合地基力学性能的有限元分析

CFG桩复合地基为高粘结强度桩基形成的复合地基,随着CFG桩复合地基设计理论研究的不断成熟,该基础形式在全国范围内已经广泛应用.本文以合肥地区地质条件为基础,采用有限元分析软件ABAQUS对某工程的CFG桩复合地基的筏板——桩——土模型进行数值模拟计算,研究了实际工程中基础沉降、桩土应力和沉降变化,得出以下结论：（1）本文通过数值分析数据证实了软件模拟的合理性并说明了褥垫层在CFG桩复合地基中发挥的作用;（2）通过数值分析中得到的桩土荷载分担比值计算出单桩承载力的利用率为74％,在此基础上提出优化设计方法.     

桩筏基础变刚度设计有限元分析

针对桩筏基础等刚度设计条件下普遍存在的"碟形沉降"现象,从变形控制角度出发,将筏底桩体视为非线性弹簧,采用单桩载荷试验所得Q-s曲线作为弹簧刚度,建立了桩筏基础简化分析模型.通过数值模拟手段,采用平面变刚度、竖向变刚度和空间变刚度三种设计方法降低筏板基础的差异沉降,比较分析了桩筏基础均布荷载下各种设计方法的沉降特征.结果表明桩筏基础的空间变刚度可有效减小基础差异沉降,改善基础受力变形特征,并降低材料用量,技术经济效益显著.     

筏桩基础在喀斯特地质条件下的应用

对高层建筑在喀斯特地质条件下,充分利用地质资源,利用筏桩复合基础进行基础设计.以达到优化投资的目的.对设计中的基础承载力的确定、筏桩复合受力分析、下卧软土、持力层应力扩展、桩基施工等方面进行了较为详细的研讨.并以工程项目设计及施工实例,加以分析论证.     

减沉桩基变形控制机理的案例分析

桩数沉降关系是按变形控制设计桩基础（减少沉降桩基础设计）的重要依据,受荷载大小、桩位布置和场地类别等多个因素共同影响。结合某工程现场实测数据,运用近似数值方法和平面应变有限元方法对2幢采用不同桩数的多层住宅桩筏基础进行计算分析,研究不同桩间距对地基压缩变形、基础内力和土体应力应变分布的影响,对桩数减少一半时基础沉降几乎没有变化这一问题给出合理解释。结果表明,作用于基础顶面的荷载水平越低,桩侧与桩端土层可压缩性差异越小,基础沉降量对桩数变化越不敏感。对于深厚软土地基中的低承台群桩基础,按变形控制进行桩基设计,能最大程度地节约基础用桩量,可获得十分显著的经济效益。     

PHC桩桩端改进后的沉桩与承载力探讨

PHC桩在沉桩过程中受土层特性和桩长的影响较大,随着桩长的增加,在中密~密实的砂性土层中沉桩的难度会加大.根据2个沿江电厂的桩基工程实例,在57 m长的PHC桩施工时采用了钢板环进行桩端处理,结合静载荷试验与高应变测试成果,对桩端改进型PHC桩的沉桩参数和承载力作了对比分析,试桩及工程桩的施工、试验与检测结果表明,采用钢板环处理的PHC桩,不但有利于沉桩施工,而且单桩承载力基本不受桩端改进措施的影响.通过探讨,为类似工程的桩基设计与施工积累了有益的经验.     

高层建筑地下室补偿基础设计研究

高层建筑地下室桩筏基础设计,往往忽略桩筏底板桩间土分担上部荷载的作用,由桩承担全部的上部荷载.实际上在高层建筑巨大的竖向荷载作用下,地下室外墙与桩身将产生压缩变形与沉降,使桩间土的承载力、地下室对地基的卸荷补偿作用逐渐发挥出来.考虑地下室的卸荷补偿作用进行桩基设计时,可大大节省布桩数量;另外由于最小配筋率的限制,无端地增加基础底板厚度时,混凝土的收缩因素对钢材用量的减少并不显著.     

桩筏基础筏板的厚度研究

目的 研究减少桩筏基础筏板厚度,降低基础造价.方法 采用有限元程序、数值分析的手段,利用有限元分析软件分别建立起了桩土、桩筏基础与地基土、上部结构桩筏基础与地基土共同作用分析模型,通过建立三维模型,分析和研究了筏厚不同情况下桩顶反力、筏板最大挠度及挠度差、筏板内力分布等变化规律.结果 在保证基础的差异沉降符合建筑物安全工作的要求的基础上,筏板最佳厚度的取值主要与筏板基础的长度、宽度、布桩的桩间距,筏板基础的砼强度等级以及群桩中单桩刚度有关.结论 得出了筏板最佳板厚取值的理论公式.直接结果使筏板可以减薄,降低基础造价.为工程设计人员在设计筏板基础时,提供依据.     

桩筏基础-差异上部结构相互作用的特征

竖向荷载相差较大的上部结构与筏板基础及桩土之间涉及复杂的相互作用问题.依据子结构法,通过将差异上部结构刚度矩阵和荷载向量向筏板基础顶面的凝聚,分析筏板基础子结构的平衡条件和桩-土支承体系内部的相互作用特征,建立了桩筏基础-差异上部结构相互作用的分析方法.以位于桩筏基础之上的某15层框剪结构体系为算例,进行了桩筏基础-差异上部结构相互作用特征的有限元分析,揭示了满堂均匀布桩条件下,筏板基底反力和沉降的分布特征,以及差异上部结构和筏板基础共同参与调整基底不均匀沉降过程中,荷载与内力的转移规律.     

循环荷载下长短桩桩网复合地基变形试验研究

通过长短桩桩网复合地基的模型试验,分析有、无土工格栅及不同幅值循环荷载下复合地基沉降、长短桩桩身应变及土工格栅应变的特性. 试验结果表明,土工格栅的加入会改善循环荷载下复合地基的整体性能. 复合地基沉降、桩身应变及土工格栅应变主要发生在循环荷载作用前期. 增大循环荷载幅值不仅会增大复合地基总沉降,还会加快沉降发展的速率. 复合地基的沉降与循环次数的关系可以用指数函数表示. 土工格栅的拉膜效应将部分荷载由桩间土传递到桩上,相比于没有土工格栅的复合地基,有土工格栅的复合地基中长短桩的应变更大,且此时长桩桩帽处的土工格栅会承受更大的拉力,应变相较于桩间土处更大;循环荷载下的长桩上部应变增量较大,下部应变增量较小.     

不同布桩形式群桩基础模型试验研究

变刚度调平设计是2008版《建筑桩基技术规范》的重要修订内容,群桩基础变桩长、变桩距是变刚度调平设计手段之一。为了减小等刚度布桩群桩基础的差异沉降及调整桩顶反力分布,通过4组改变桩长、桩距、桩数的模型试验,对等刚度和变刚度布桩的应力位移场进行研究。结果表明：等刚度布桩中各基桩桩顶反力不均匀,差异沉降较大。变刚度布桩能调整群桩整体场刚度效应,减小差异沉降,促使桩顶反力均匀及更好地发挥地基土的承载力。     

Settlement calculation for long-short composite piled raft foundation

The mechanism of long-short composite piled raft foundation was discussed. Assuming the relationship between shear stress and shear strain of the surrounding soil was elasto-plastic, shear displacement method was employed to establish the different explicit relational equations between the load and the displacement at the top of pile in either elastic or elasto-plastic period. Then Mylonakis ＆ Gazetas model was introduced to simulate the interaction between two piles or between piles and soil. Considering the effect of cushion, the flexible coefficients of interaction were provided, With the addition of a relevant program, the settlement calculation for long-short composite piled raft foundation was developed which could be used to account for the interaction of piles, soil and cushion. Finally, the calculation method was used to analyze an engineering example. The calculated value of settlement is 10.2 ram, which is close to the observed value 8.8 mm.     

长短桩非线性多元复合桩基技术及其原位试验研究

长短桩非线性多元复合桩基是由刚性长桩及柔性短桩组合得到的高强度复合桩基,可广泛应用于土木工程领域多层、高层、超高层建筑及道路、桥梁、水利工程中的各种软弱地基的加固处理。文章介绍了长短桩非线性多元复合桩基的设计思想和设计方法,并进行了4S1L型单元静载试验研究。研究结果表明,采用长短桩多元复合桩基技术,在确保安全可靠的同时,能大幅降低地基处理费用。     

长短桩复合地基受荷性状的影响因素分析

采用大型有限元软件ABAQUS,对不同褥垫层模量、厚度、短桩模量及基础上不同的荷载对刚柔性长短桩复合地基的长桩与土的应力比、短桩与土的应力比、长短桩应力比、基础沉降的影响及其规律进行了分析.数值分析表明:垫层的存在增大了地基的沉降,可调节复合地基中桩土应力的分配;随着垫层模量的增加,长桩桩身应力增加,短桩应力减小;增加短桩的刚度,复合地基的沉降减少;随着基础顶面荷载的增加,桩土应力比增大,位移差也增大.结合武汉某住宅小区的长短桩静载荷的现场监测数据,分析了工程中长桩与土、短桩与土、长短桩应力比的变化规律.数值分析和现场监测数据分析结果可为该类型地基的设计和施工提供依据.     

桩筏基础与地基共同作用的半解析半数值分析法

将群桩筏板基础离散成桩和弹性板,桩筏基础与地基的共同作用转化为桩、弹性板与地基之间的力与位移协调分析。对不同的地基模型求解相应的地基柔度系数,同时将桩作为弹性杆件求解其柔度系数,并将筏板视为地基上的四边自由矩形板,求出其在地基反力、桩顶反力和外荷载以及简支边广义位移共同作用下的位移,最后通过力和位移协调建立桩、筏、地基之间的共同作用方程并求解。算例对比表明半解析半数值方法具有较好的精度,能满足实际工程计算需要。     

筏板基础刚度取值对其承载性状影响的数值分析

为了分析刚度大小对筏板基础承载性状的影响,采用FLAC3D有限差分软件建立了筏板基础、地基土相互作用的计算模型。在保持模型其他参数不变的前提下,通过改变筏板基础的刚度,进行了8种数值模拟计算,得到了筏板基础最大竖向应力、最大沉降量、沉降差等的变化规律;分析了上部结构群柱效应对筏板基础最大竖向应力及最大沉降量的影响。计算结果表明:当筏板基础的沉降量偏大,且不满足规范要求时,通过提高筏板基础刚度的方法以降低基础沉降量存在一个刚度上限值。当筏板基础刚度达到这个上限值时,增加基础刚度对于降低沉降量的效果不再明显。此外,如果筏板基础的不均匀沉降过大,通过增大基础刚度的方法会取得理想的效果。降低基础沉降的刚度上限值与调整不均匀沉降的刚度取值并不相等,两者之间存在一个最佳刚度取值,在工程设计时需要综合考虑其变形和经济效益。考虑群柱效应对筏板基础最大竖向应力的影响是很小的,但不考虑群柱效应的影响,将会高估筏板基础的最大沉降量。     

控制差异沉降的复合桩基设计方法及有限元分析

目前以变形为控制条件的复合桩基设计理论是桩筏基础研究中的热点问题，而人为合理的调整地基土刚度和桩基支承刚度的方法是控制复合桩基差异沉降的有效手段之一。在考虑上部结构、基础和地基共同作用的基础上，利用有限元方法对竖向荷载作用下复合桩基的沉降进行了计算分析，讨论了设置变刚度垫层、改变桩长、桩径、桩距及布桩方式对基础差异沉降和内力的影响，对实际工程设计具有指导意义。