某高层建筑基底反力及柱轴力监测与分析

在桩-承台-筏板基础中,由于桩实测承载力低于设计值,采用加大筏板厚度方法以调整地基反力分布。在施工全过程中监测关键部位基底反力和柱轴力。结果显示:基底反力与其在筏板或承台下的位置关系不明显,基底近似均匀承受上部荷载;柱实际受力与弹性分析结果相近,表明上部结构保持原有结构体系,未发生内力转移。在施工初期,上部荷载主要由桩间土体承担;随着土体变形增加,新增上部荷载主要由桩承担,主体完工时桩承担的荷载是桩间土的2.20倍。     

黄土挖填方场地中桩筏基础受力变形状态研究

利用自制模型箱,以延安新区黄土挖填方场地中的桩筏基础为原型,开展了相似比为1∶5的模型试验.通过上部加载模拟上部结构荷载,对桩体纵筋、筏板表面的应变数据以及桩间土体的土压力数据进行采集分析.试验结果表明,随着上部荷载的增大,地基的不均匀沉降导致了基础产生向填方区的偏转,桩体发生明显的弯曲变形,不同部位桩体的应力集中位置以及桩-土相互作用状态有明显区别.在模型试验的基础上探讨了挖填结合地基上桩-土-筏共同作用的计算式.基础设计时应避免桩体全段位于填方地基中,基桩底部应深入稳定原始土体,并通过对填方地基的预处理提高桩周土体的摩擦力,同时应考虑各桩轴向应变数值以及峰值位置的差异,有针对性地考虑桩体的承载能力.     

基坑开挖对邻近桩筏基础特性影响的数值分析

采用无限元边界模拟地基半空间特征以避免"静力边界效应",同时考虑体系界面的非连续接触特性和地基土的弹塑性本构特性,通过建立桩筏基础-地基-弹性支撑构成的有限元数值模型进行了基坑开挖共同作用体系弹塑性数值分析,计算结果表明:邻近基坑开挖引起地基应力和筏板基础沉降分布向基坑方向调整.并且其分布的非对称性随着开挖深度的增加逐渐显著;与筏板基础沉降和地基土内力分布调整特征方向相反.在基坑开挖过程中桩基础承载中心向远离基坑方向调整,体现了桩基础对筏板起到补偿作用;当由筏板基础主导开挖引起的桩筏体系承栽变化时,桩项总反力和与其相关的桩-土荷载分担比在开挖过程中呈现非单调变化趋势.     

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.     

上部结构-桩筏基础-地基相互作用有限元分析

为了研究结构-桩-土的相互作用,利用有限元程序对上部结构-桩筏基础-地基相互作用体系建立了三维有限元分析模型.通过计算分析并与常规设计作了比较,对两种情况下上部结构的内力变化作了探讨.结果表明:筏板发生"盆型"变形,上部结构的梁、柱内力都发生了重分布:即四个角柱轴力增大,边柱和内部柱都出现卸荷现象;柱端弯矩最大值和梁端弯矩最大值都出现在最底层.计算中土体、桩、筏、结构等材料都取弹性范围分析.     

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.     

长短桩组合桩基础在某电厂烟囱工程中的应用

某烟囱工程原设计采用嵌岩桩筏基础,桩基施工后检测表明:由于岩面埋深起伏较大,大量基桩桩端位于土层中,可能引起桩基较大的沉降、不均匀沉降以及烟囱的倾斜问题.因此,在工程实践中通过在已施工桩基中增加少量长桩,达到降低基础沉降和减小差异沉降的目的.本文基于Geddes应力解的桩基荷载传递方法,将基桩视为弹簧,基础板采用薄板有限元方法,提出了长短桩组合桩筏基础的相互作用分析方法,并对该烟囱桩筏基础进行了实例分析,可为类似工程的设计和处理提供有益的参考.     

基于半解析半数值方法的高承台桩基础沉降计算

用半解析半数值方法计算层状弹性地基上高承台桩基础沉降的难点在于求解地基基本解。将基础和地基分成上下两个子结构：承台为上部子结构,下部子结构包括桩和地基。用轴对称有限元法,按照桩帽模型和圆筒模型考虑群桩的影响,可以非常方便地求出层状土中群桩顶作用荷载和桩的沉降之间的关系。以此作为下部子结构的基本解,推导出上下子结构相互作用的公式,从而对下部子结构不用划分单元,仅需对承台划分单元即可得到基础的沉降。这种分析方法,无需繁琐的公式推导,极大地减少了工作量,计算效率高,适用大型桩基础和超长桩研究。     

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。     

上部结构与土体共同作用的影响因素

采用通用有限元软件ANSYS,建立了框架结构、筏基和土体共同作用的分析模型,分析了上部结构尺寸、筏板基础刚度、地基土材料对共同作用体系的影响.通过比较共同作用的分析方法与常规计算方法的结果,研究了结构体系在外荷载作用下,各组件之间的内在联系,得到了地基沉降、反力的分布,以及基础和上部结构的内力变化规律.共同作用的分析结果符合工程实际,最后提出了一些设计建议.     

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.     

均质地层中桩筏基础筏板荷载分担比的归一化分析方法

在进行桩土共同作用的桩筏基础设计时,其核心之一是合理评估筏板的荷载分担特性。为了准确得到筏板的荷载分担比大小,基于桩土筏相互作用理论提出了竖向荷载作用下考虑土体非线性弹塑性的刚性板桩筏基础实用分析方法。在此基础上,进一步分析了土体参数、桩数、桩间距、桩长及桩径对筏板荷载分担比的影响,并根据计算结果提出了考虑基础整体安全系数影响的筏板荷载分担比归一化计算模型。计算结果表明：基础整体安全系数对筏板荷载分担比的大小有重要影响,安全系数越小,筏板荷载分担作用越大;桩数、桩长、桩间距直接影响筏板荷载分担比的大小,但其影响程度存在差别,桩间距影响较显著,桩长次之,桩数影响程度较弱;采用归一化分析模型能较好地统一不同参数对筏板荷载分担比的影响。最后,通过实际工程案例初步验证了归一化模型的有效性。     

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.     

考虑桩土共同作用的桩基沉降分析

目前桩基在工程中得到广泛应用,人们逐渐认识到桩筏基础控制的关键是变形而不是强度.结合上海土层情况,运用有限元软件ANSYS建立群桩-土-上部结构三维有限元非线性模型,土体本构模型采用Drucker-Prager弹塑性模型,并利用面-面接触单元考虑土体与桩基交界面的状态非线性,合理地模拟了桩与桩周土间复杂的相互作用,对群桩沉降做了定性分析。     

考虑固结影响的桩筏-地基共同作用弹塑性分析

为深入探讨桩筏基础的工作机理及其与地基的共同作用效应,应用Biot固结理论与有限元法,对于地基土采用基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性模型,对桩筏基础与地基共同作用问题进行了弹塑性耦合固结有限元数值分析.计算表明地基固结作用对桩筏基础-地基共同作用体系的受力变形特性具有显著的影响,桩筏基础的受力变形特性的时间变化特征依赖于下卧土层中超孔隙水压力的变化特征和桩基长度等基础特性,并随着时间的发展而最终达到稳定状态.因此,在桩筏基础上结构的工程设计中应合理地考虑地基固结效应.     

高速铁路CFG桩筏复合地基现场测试研究

基于沉降控制设计理念,沪宁城际铁路路基试验段采用CFG桩筏复合地基。为探索其沉降控制机理和承载特性,对路基沉降变形、桩土应力分布、超孔隙水压力消散等进行了长期观测,获取了一些客观的数据。分析了路堤荷载作用下复合地基沉降、土体侧向变形、桩土应力沿路基横向分布以及孔隙水压力随时间变化规律,探讨了桩土应力比与荷载分担比变化规律。为CFG 桩筏结构在高速铁路软基处理中应用进一步理论研究与设计优化提供试验依据。     

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。     

软土地基疏桩基础沉降计算探讨

目前软土地基疏桩基础沉降计算方法尚不成熟,现行规范(JGJ 94-2008)对同时满足"桩中心距大于6倍桩径"的"软土地基减沉复合疏桩基础"的沉降应如何计算未作明确说明.根据连云港市云台变电所加固工程的数据进行理论分析并与实测沉降对比,得出以上情况宜按"桩中心距大于6倍桩径"公式进行沉降计算的结论,可为类似工程的设计提供参考.