变刚度桩筏基础沉降规律研究
桩筏基础 变刚度 沉降 调平设计论文
桩筏基础论文：桩筏基础变刚度调平设计的研究【中文摘要】桩筏基础变刚度调平设计是近几十年来岩土界一直在研究的一个重要课题，许多科学工作者一对桩筏基础的研究工作进行了大量的理论分析,并做过一些模型试验和现场测试，在此基础上提出了许多的设计方法.虽然人们对桩筏基础变刚度调平有了初步的认识，但是桩筏基础变刚度调平设计还没有广泛的应用到实际的设计工作当中。
所以对桩筏基础变刚度调平设计进行更深一步的研究具有很大的实际价值。
桩筏华础变刚度调平设计是以减小差异沉降和承台内力为目标,通过调整桩长、桩距、桩径等改变基桩支承刚度的分布，达到使建筑物的沉降趋于均匀、承台内力沉降的设计方法。
本文主要是通过调整桩筏基础的桩长来实现桩筏基础的沉降量较小，同时桩筏基础的筏板内力也可以相对较小的最优化设计。
主要进行了以下几方面的工作：(1)利用Matlab语言对Mindlin应力公式计算群桩基础沉降量的过程进行编程,并通过算例比较程序得到的和手算的沉降量，结果相近，验证了本程序适用；(2)利用程序计算平均桩反力下等桩长模型试验下的群桩沉降，然后通过平均桩反力和求得的桩基沉降量确定初始桩刚度；(3)假定筏板下的桩为弹簧，桩的刚度即为弹簧刚度，利用软件ABAQ...【英文摘要】The piled raft foundation leveling design of variable stiffness is always an important subject in geotechnical field in recent decades. Many scientists has donea lot of theoretical analysis and made some model tests and field tests about the piled raft foundation research work.Based on this, many design methods are acquired. Although people have a preliminary understanding about these design methods,they haven’t taken these design methods widely to apply to the actual design work. Therefore, the further re...【关键词】桩筏基础变刚度沉降调平设计【英文关键词】piled raft foundation variable stiffness settlement levelling design【目录】桩筏基础变刚度调平设计的研究摘要4-5ABSTRACT5-6第1章绪论10-15 1.1 引言10-11 1.2 变刚度桩筏基础研究现状11-13 1.3 本文研究目的及思路13-15第2章群桩基础沉降计算15-22 2.1 引言15 2.2 单桩沉降计算方法15-17 2.3 群桩沉降计算力法17-21 2.4 小结21-22第3章群桩基础沉降计算程序22-36 3.1 引言22 3.2 MATLAB介绍22-23 3.3 群桩基础沉降计算方法23-27 3.4 程序编制27-29 3.4.1 基本假定27 3.4.2 编程思路27-29 3.5 运用程序计算实际例题29-35 3.5.1 等桩长计算29-32 3.5.2 变桩长计算32-35 3.6 小结35-36第4章桩筏基础的有限元分析36-44 4.1 引言36 4.2 桩筏基础有限元计算模型36-37 4.3 桩筏基础有限元模型37-42 4.3.1 单元类型37-40 4.3.2 有限元网格划分40 4.3.3 施加荷载40-41 4.3.4 边界条件的设置41-42 4.4 ABAQUS程序简介42-43 4.5 小结43-44第5章桩筏基础变刚度调平设计44-62 5.1 引言44 5.2 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验介绍44-46 5.2.1 原型结构44 5.2.2 模型比尺与试验方案44-45 5.2.3 地基条件45-46 5.2.4 实验结论46 5.3 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验的数值分析46-61 5.3.1 等桩长均匀布桩47-55 5.3.2 变桩长布桩55-61 5.3.3 数值计算结果分析61 5.4 小结61-62第6章结论与展望62-64 6.1 结论62 6.2 展望62-64参考文献64-68致谢68-69攻读硕士学位期间论文发表及科研情况69。
考虑筏板刚度的桩筏基础沉降计算研究
四川 建筑科学研究
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ １ ７ ７
考虑筏板刚度的桩筏基础沉 降计算研究
肖俊华 ， 曾朝杰
（ １ ． 山东建筑大学土木工程学 院， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ； ２ ． 上海联境建筑工程设计有 限公 司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ７ ２ ） 摘 要： 对 于高层建 筑的桩筏 基础 ， 采用 中厚板结合 Ｍｉ ｎ ｄ ｌ ｉ ｎ — Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 方 法计算桩筏基 础 中筏 板 内力 、 桩基刚 度及沉 降 。通过实例证 明该方法 的可行性 ； 并 针对计算 沉降和实测 沉降之 间的差异进 行分 析 ， 对 计算方法 提 出进 一步改
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐ ｉ ｌ ｅ ｄ ｒ ａ ｆ ｔ ｏｕ ｆ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ａ ｌ ｌ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ａ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ — Ｍｉ ｎ ｄ ｌ ｉ ｎ ｐ ｉ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ， ｉ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ
Ｘ Ｉ Ａ ０ ｊ ｕ ｎ ｈ ｕ ａ ． Ｚ Ｅ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ａ ｏ ｊ ｉ ｅ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｚ ｈ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ １ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｌ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ７ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
桩筏基础共同作用分析及变刚度调平设计的开题报告
桩筏基础共同作用分析及变刚度调平设计的开题报告一、选题背景随着城市建设和基础设施建设的不断扩大，土木工程领域中各种基础设施的建设也越来越多。
在基础设施中，桩筏基础是一种被广泛应用的基础类型。
桩筏基础是指通过深入地下的桩来支撑筏板形成的基础体系，它通常应用于复杂地层条件下的大型建筑物或桥梁等结构。
桩筏基础的优点在于它可以在较差地质条件下提供较好的基础稳定性和承载能力。
桩筏基础的稳定性和承载能力主要取决于桩和筏板之间的共同作用。
具体来说，桩和筏板之间的互动力学行为会直接影响基础的刚度和稳定性。
同时，若土层的刚度存在变化，也会导致桩筏基础的承载能力和稳定性受到影响。
因此，对桩筏基础共同作用的分析和基于变刚度的调平设计具有一定的实际意义。
二、研究目的本研究旨在深入分析桩筏基础的共同作用机理，并结合多种工程实例，分析在不同地层条件和变刚度情况下桩筏基础的变形和承载能力。
此外，我们还将探讨变刚度调平设计方法，以提高桩筏基础的承载能力和稳定性。
三、研究方法本研究将采用有限元模拟方法对桩筏基础的共同作用机理进行分析，并结合现场实测数据进行验证。
同时，我们还将研究桩筏基础的变刚度情况下的变形和承载能力，并尝试设计基于变刚度的调平方案。
四、预期结果本研究的预期结果包括如下几个方面：1. 桩筏基础的共同作用机理的深入认识和分析；2. 不同地层条件下桩筏基础的变形和承载能力的分析和比较；3. 基于多种因素的变刚度调平设计方案，并进行仿真验证；4. 针对桩筏基础设计和施工中的问题提出改进建议。
五、研究意义通过对桩筏基础的共同作用机理和变刚度调平设计的深入研究，可以提高现有桩筏基础设计的科学性和合理性，同时对于改善桩筏基础的稳定性和承载能力具有重要的实际意义。
此外，本研究的结果也将为桥梁、大型建筑物等结构的设计和施工提供重要的理论依据。
桩—土—筏共同作用下的沉降特性研究
蛔
｛
世
筏板厚度 ／ ｍ
２ ２ 桩筏 基 础 与土 共 同作 用的 弹塑性 分析 ．
本计算土体材料采用 Ｉ 一 ） Ｐ材 料计算 土体 的弹塑 性变 形 ， ＿ 施 加荷载采用上部结构 的传递荷 载。
图 ２ 筏 板 厚 度 与沉 降量 关 系 曲线
从 图 ２可看 出， 随着筏 板厚度 的增 加 ， 础 的沉 降不断减 少 ， 基 但减少 速度降低 ， 当筏 板厚 度从 ０ ８ｒ ． ｎ增加 到 １ ６ｍ 时 ， 础沉 ． 基 降 由 ４ ． ｉｒ ６ １Ｔｎ减少 到 ３ ． ｉ 厚度 由 ３ ２ｍ增加 至 ４ｍ时 ， ｌ ５ ２１ｍ， Ｔ ． 基础
３ ３ 土体 弹性 模 量和 筏板 长 宽比 对整体 沉 降的影 响 ．
１ Ｌ ＋ ｌ ．凡 Ｕ １ ＩＬ ． Ｊｌ 匕＋ Ｉ ｌ ２ ０ ０ Ｅ＋ ｌ ｌ
本有 限元模 型计算 中， 土体 材料采用 的是 Ｉ＿Ｐ模型 ， ） 一 该模 型
主 要 参 数 为 土体 弹 性 模 量 和 泊 松 比 ， 体 弹 性 模 量 取 值 一 般 采 用 土 地 基 土 在 自重作 用 和 附 加 应 力 作 用 下 土 体 的压 缩 模 量 ， 图 ３可 从
５ ０Ｅ＋１ ０ ０
１ ５ Ｅ＋ ｌ Ｏ １
２ ５ Ｅ ＋ １ Ｏ ｌ
筏 板 弹 性 模 量 ／ａ Ｐ
以看 出 ， 土体 的弹性模量对 整体 桩筏 基础 的最大沉 降量影 响比较 从 图 １可 以看 出， 当筏 板弹性模量为 １ ｌ ａ ， Ｅ ０Ｐ 时 小于正常混 大 ， 随着土体 弹性模 量 的增 大 ， 伴 整体 的沉降值大量 减小 ， 特别 明 凝土材 料弹性 模量 ， 筏板 上角 、 、 边 中上各个 节点 沉降差 很大 ， 中 显 的是 当土体的弹性模量 由 １ ８ ０ＭＰ 增大 到 ３ ａ ， 最大沉 ０ＳＰ 时 其 点沉降量达到 了 ３ ． ｋ ， ４ ８１ｒ 角点沉 降量 为 ２ ． ｌ 沉 降差 达到 降量 由 ８ ． Ｉ１ 小到 １ ｒ 左右 ， Ｔｎ ２ ４ＩＩ Ｔｎ， ６ ３１Ｉ 减 ＴＩ ７ｒ ｎ ｎ 从筏板不 同长宽 比来看 ， 正 了 １ ． ｌ ， 明此 时筏 板相 对柔 性较 大 ， ２ ４ｒ ｎ 说 ｎ 其传 递 给桩 和桩 间土 方形筏板在相 同 的荷 载作 用 下沉 降 量相 对 比较 大 ， 数值 上 大 在 荷载不均匀 。随着 筏板 弹性模 量 的逐 渐增 大 ， 中点沉 降减 小 ， 边 ２ ｌ ３Ｉ ｎ左右 ， ｎ 其他 非正方形 筏板 相差较 小 ， 即其 他普 通矩 形筏 板 点和角点 的沉降相对增大 ， 当筏板弹性模 量达 到 ２ Ｅ＋１ （ ５ ０ 即普通 的长宽 比值对沉 降量 影响不大 。由此 可以得 出一个结论 ： 通过 对 筏板 弹性模量 １ ） ， ０倍 时 筏板上 中点 的沉降量减 小到 ２ ． Ｉ， ５ ３Ｉ ｎ 角 地 基土进行改 良， Ｄ 比如 反复 夯实 、 软土进 行置 换等 都可 以大 大 对
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施
桩基沉降是指建筑施工过程中土壤受到外力影响而发生的沉降现象。
桩基沉降是建筑
施工过程中常见的问题之一，如果不加以有效控制和处理，可能会对建筑物的稳定性和安
全性产生不良影响。
以下将对桩基沉降问题及其控制措施进行探讨。
桩基沉降问题的原因可以归纳为静载和动载两个方面。
静载是指建筑物自身荷载和铺
设材料的自重，会引起地基土体的沉降；动载是指外力如震动、振动等对地基土体的影响，也会引起桩基的沉降。
在施工中应考虑建筑物的质量和材料，选择合适的桩基类型，并进
行整体结构的合理设计。
针对桩基沉降问题，可以采取多种控制措施。
首先是在施工前进行详细的地质勘察，
了解地质条件，制定合理的基础设计方案。
其次是根据地质条件选择适当的桩基类型，如
沉管桩、钻孔灌注桩等。
可以采取加固措施，如施加桩基预压力、加固地基等，提高桩基
的承载能力。
还可以通过灌浆、注浆、填筑等方式进行加固，提高桩基与土壤的粘结力，
减少沉降现象。
在施工过程中，还应注意加强施工管理，确保施工质量。
包括严格控制施工过程中的
沉降速度，避免过快过大的沉降，同时保证施工过程中的水土平衡，避免沉降现象的加剧。
应加强监测和预警措施，及时发现和处理异常情况。
桩基沉降是建筑施工中常见的问题，但通过合理的基础设计、桩基类型的选择和加固
措施的采取等控制措施，可以有效地减少桩基沉降问题，并保证建筑物的稳定性和安全
性。
桩筏基础沉降研究方法分析
综 述文章编号:1009-9441(2006)06-0017-02桩筏基础沉降研究方法分析□□高俊宏 (太原市小店区质量监督站,山西太原 030032)摘 要:分析了群桩筏基沉降的计算方法及我国群桩沉降计算的现状,提出了群桩沉降理论计算结果与具体工程实际差异的影响因素。
关键词:桩筏基础;沉降计算;沉降理论中图分类号:T U473.1 文献标识码:B引言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等优点,同时可以承受风荷载或地震荷载引起的巨大水平力,抗倾覆能力强,一直是高层建筑地基处理中常使用的一种基础形式。
在20世纪,我国桩筏基础的研究取得了很大成就,在设计方法和工程应用上都得到了较好地贯彻执行。
但是,随着国民经济的快速发展,城市用地日趋紧张,高层建筑建造得越来越高,体形也变得越来越复杂,功能要求呈现多样化,与之相适应的桩筏基础也发生了相应的变化,给分析设计提出了许多新的要求。
1 群桩沉降的计算在桩基工程界,群桩基础的沉降计算始终是一个难题,特别是高层建筑群桩基础的沉降更是如此。
传统的理论计算结果与工程实际相差较大,所使用的经验修正系数范围太大。
目前,有关沉降计算的发展方向是逐步明确桩长、桩间距、桩数、布置方式等在沉降中所发挥的作用,为按变形设计奠定基础。
Poluos认为:“地基模型建立方式和计算参数的选择常常比分析方法更重要。
”近年来,群桩分析方法中比较有影响的主要是弹性理论法、边界元法、非线性荷载传递法。
弹性理论法理论严格,通过两根桩的相互影响系数α考虑群桩的相互作用。
经过Poluos等长达30年的系统研究,根据各种群桩和地质情况制作了大量的计算图表,可以近似考虑地基的成层性、非线性、桩的残余应力等因素,是各种方法中影响最大的。
但应该看到,弹性理论法全部的计算都是基于各向同性弹性半空间介质中的M indlin解,严格地讲只适用于各向同性弹性介质,所谓的成层性、非线性等情况,也只是在不同土层的弹性模量上作了一些假定,无法准确分析。
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法【摘要】在建筑桩基施工中，沉降问题是一个常见且重要的挑战。
本文从沉降问题的背景介绍和问题意义入手，探讨了桩基施工可能出现的沉降问题、影响因素、解决方法、监测和评估手段以及预防措施。
通过深入分析，总结了解决沉降问题的有效方法，并展望未来的研究方向。
沉降问题的解决不仅涉及专业知识和经验，更需要科学的监测和评估手段的支持。
只有通过科学有效的预防和解决策略，才能确保建筑结构的安全稳定，为建筑工程的顺利进行提供保障。
通过对沉降问题的研究和应用，可以不断完善相关技术和方法，提高施工质量和效率，推动建筑行业的持续发展。
【关键词】建筑桩基、施工、沉降问题、影响因素、解决方法、监测、评估、预防措施、研究方向1. 引言1.1 背景介绍建筑桩基在施工中的沉降问题一直是工程领域中的一个重要问题。
桩基是支撑建筑物的重要元素，能够将建筑物的荷载传递到地基深层，保证建筑的稳定和安全。
在桩基施工过程中，由于各种因素的影响，可能会出现沉降问题，严重影响建筑物的使用和安全。
在建筑桩基施工过程中，沉降问题可能会受到许多因素的影响，包括地质条件、施工方法、桩基的设计和材料等。
这些因素会导致桩基沉降不均匀或超过设计要求，从而影响建筑物的整体稳定性。
为了解决桩基施工中的沉降问题，工程领域的专家们提出了许多方法和技术。
这些方法包括改进地基处理技术、调整施工方法、加强桩基设计等。
通过科学的监测和评估方法，可以及时发现沉降问题并采取相应的措施加以修复和弥补。
对建筑桩基在施工中的沉降问题进行研究和解决具有重要的意义，不仅可以保障建筑物的安全和稳定，还能够提高建筑工程的质量和可靠性。
在未来的研究中，我们应该进一步探讨沉降问题的成因和影响因素，完善解决方法并完善监测和评估技术，为建筑桩基施工提供更为可靠的技1.2 问题意义建筑桩基在施工中的沉降问题一直是工程领域中一个备受关注的话题。
沉降问题不仅直接影响着建筑物的稳定性和安全性，也会造成对周围环境的影响，甚至引发严重的事故。
桩筏基础不同布桩方式对沉降的影响研究
第２ ５卷 第 ４期
河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报
Ｖ １ ５Ｎ ． ｏ． ｏ４ ２
２０ ０ ７年 ｌ ＪＵ Ｎ Ｌ Ｆ Ｅ Ｅ ＳＩＵ ＥＯ Ｒ ＨＴ Ｃ Ｕ ＥＡ ＤＣＶＬ Ｎ ＩＥ ＲＮ Ｄ ｃｍ ｅ ０ ７ ２月 Ｏ Ｒ Ａ Ｂ ＩＮ ＴＴ Ｔ ＦＡ Ｃ ＩＥ Ｔ Ｒ Ｎ ＩＩ ＧＮ Ｅ ＩＧ Ｏ Ｈ Ｉ Ｅ ｅｅ ｂｒ ２ ０
中图号 Ｔ４ Ｕ
０ 试 验 方 案
模型比尺选择所涉及的因素包括 ： 试验模型制作的难度和费用、 加载设备条件 、 量测精度要求等． 一
般来说 ， 模型比尺愈大 ， 量测精度愈高 ， 但模型制作成本及试验周期愈长 、 加载设备条件亦高． 尤其是本
项模型试验将在野外场地进行 ， 如模型 比尺过大 ， 所要求 的加载装置如锚桩 、 钢梁及现场吊装费用 十分 可观， 且加载千斤顶量程也受到限制 ； 但模型比尺过小 ， 桩的绝对尺寸不大， 几何上难 以反映桩筏变刚度 的差别 ， 其制作与测量误差可能使试验成果的规律性失真． 综合上述 因素 ， 经过相似分析 ， 取模型试验筏 板和桩身材料采用混凝土， 比尺为 １１ ， 线 ／０ 模型桩采用钢筋混凝土钻孔灌注桩． 模型试验方案的选择是通过单因素变化 ， 对比研究不同桩距 、 桩长 、 桩径时桩筏基础的沉降特征 ， 共
２ ０
２ ｏ
．
５ ｌ ｏ １ ５ ２ ０ ２５ ３０ ３ ５ ４ ０ ４ ５ ５ ０
５ ｌ ０ ｌ ５ ２ ０ ２５ ３ ０ ３ ５ ４ ０ ４ ５ ５ ０
图６ ５ ５ 面４ 荷 载 沉 降 －截 级
根 ； 体 积 Ｖ ２ １ｍ ． 桩 Ｐ＝ ．６
（） ３ ｃ组 ： 变桩距桩筏基础 ， 筏板厚 １０ ｍ； 的桩径为 ｄ＝ ５ ｍ 桩长为 Ｌ＝ ｍ； ５ｍ 桩 １０ ｍ， ２ 总桩数 ｎ＝ ４ ４
桩基础的桩基础的沉降和变形控制
桩基础的桩基础的沉降和变形控制桩基础的沉降和变形控制随着现代建筑技术的不断发展，桥梁、高层建筑等大型工程的建设已经成为了城市发展的标志。
而这些项目的基础，通常是大型的桩基础工程。
在桩基础施工完成后，桩基础的沉降和变形，是非常关键的一项问题。
沉降和变形是所有基础工程所要面对的问题，而桩基础工程更加需要重视。
因为桩基础的承载力和变形特性，对工程的安全经济性、服务性等都会有直接的影响。
因此，如何控制桩基础的沉降和变形，是桩基础工程中值得探究的问题。
桩基础沉降的原因桩基础沉降的原因，通常分为四个方面：地基压缩沉降、桩身剪切沉降、桩端沉降和桩身弯曲变形。
地基压缩沉降是指当桩基础施工完毕后，地基会因为桩的荷载而出现一定程度的压缩变形。
桩身剪切沉降是指桩在承受工程荷载时，由于固结区变形，而导致剪切沉降。
桩端沉降是指当桩基础施工完毕后，由于桩的长度不足，桩端的基础不稳定，桩端所承受的荷载会导致桩沉降。
桩身弯曲变形是指由于桩身承受的拉、压应力超过了钢筋的抗拉、抗压强度，而导致桩身发生弯曲变形。
这些因素会共同导致桩基础的沉降和变形。
桩基础变形的影响桩基础的变形大大影响了工程的使用寿命、安全性、可靠性和经济性。
当桩基础受到荷载时，弯曲、剪切、压缩等变形会导致桩的刚度减小，从而影响工程的整体刚度和稳定性。
更进一步地，桩基础的变形会直接影响到结构的承载能力和使用寿命，甚至会引发设备的损坏或是灾害事故的发生。
因此，为了保证工程的安全、可靠和经济性，需要通过合理的设计和施工控制桩基础的沉降和变形。
桩基础沉降和变形的控制方法为了控制桩基础的沉降和变形，通常采用以下方法：1.合理的设计：首先需要对设计标准进行严格的执行，并根据工程实际情况做出合理的设计。
例如，对于承受大量水平荷载的结构，对桩的又侧支撑也需要进行设计。
2.桩基础监测：通过基础监测，收集并分析桩基础的实际沉降和变形情况。
对于异常的沉降和变形情况，及时采取补救措施，以控制沉降和变形的程度。
变刚度调平原理
高层建筑有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构,其基础采用桩筏、桩箱基础,建成后其沉降呈蝶形分布,桩顶反力呈马鞍形分布。
这些工程的基础设计多数沿用传统理念,采用均匀布桩与厚筏或箱形承台。
这种传统理念可以概括为四点：1、基桩的总承载力不小于总荷载,桩群形心与荷载重心重合或接近；即满足力和力矩的平衡。
2、桩的布置大体均匀,有的还主张在角部和边部适当加密；因为实测桩顶反力角部最大,边部次之,中部最小；3、沉降量和整体倾斜满足规范要求；4、筏板厚度在满足抗冲切的前提下随建筑物层数和高度成正比增大,厚度达3-4m者鲜见,或为增加刚度而采用箱形承台；常规设计计算方法只考虑静力平衡条件,而没有考虑上部结构、筏板、桩土的共同作用。
而实际情况中,群桩效应将导致桩的支承刚度由外向内递减；对于框剪、框筒结构,荷载集度是内大外小,而其上部结构的刚度对变形的制约能力相对较弱。
若采用传统设计方法,则碟形差异沉降较明显,易引起开裂,影响正常使用的要求。
而采用变刚度调平设计理论调整桩基布置,使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致,可减小筏板内力,实现差异沉降、承台基础内力和资源消耗的最小化。
二、传统设计理念的盲区传统设计理念的盲区归纳起来有以下四个方面：1、设计中过分追求高层建筑基础利用天然地基将箱基或厚筏应用于荷载与结构刚度极度不均的超高层框筒结构天然地基,由此导致基础的整体弯矩和挠曲变形过大,差异变形超标,甚至出现基础开裂。
2、桩筏基础中,忽视桩的选型应与结构形式、荷载大小相匹配的原则将小承载力挤土桩用于大荷载高层建筑的情况,由此导致超规范密布大面积挤土桩,既不能有效减小差异沉降和承台内力,又极易引发成桩质量事故。
3、桩筏基础中,忽视合理利用复合桩基调整刚度分布、减小差异沉降的作用由于荷载分布不均,布桩必然稀密不一,承台分担荷载作用在疏桩区不予利用,必然导致该部分支承刚度偏高,既不利于调平,又不利于节材。
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施引言:在建筑施工中，桩基是一种常用的基础工程方式，它可以将建筑物的重量传递到地下的更稳固的土层中，从而确保建筑物的稳固和安全。
在桩基施工过程中，桩基沉降问题经常会引起工程质量的下降和安全隐患。
探讨桩基沉降问题及其控制措施具有重要意义。
一、桩基沉降问题的原因1. 地质条件地质条件是影响桩基沉降的重要因素之一。
如果地下土层不稳定，压缩或者流变性大，那么桩基就会在施工后出现沉降现象。
地下水位的变化也会对桩基的稳定性造成影响。
2. 桩基施工工艺对于桩基的施工工艺来说，如果桩基的钻孔方式不当、灌注混凝土的浇注质量不良等问题，都会导致桩基的沉降问题。
如果桩基的长度、直径和间距没有按照设计要求施工，同样也会引起桩基的沉降。
3. 建筑物自身因素建筑物自身的结构和重量也是桩基沉降的原因之一。
如果建筑物的设计和施工不合理，会对桩基的稳定性产生影响，从而引发桩基的沉降问题。
二、桩基沉降的危害桩基沉降一旦发生，会对建筑物的安全和使用产生严重的影响。
一方面，桩基沉降会导致建筑物的整体结构发生变形，从而导致建筑物的使用寿命缩短。
桩基沉降还会对建筑物周边环境产生不良影响，严重时还会危及到人员的安全。
控制桩基沉降是十分必要的。
三、桩基沉降的控制措施1. 地质勘察在工程施工前，必须对地质条件进行充分的勘察和分析。
通过对地下土层的力学性质、地下水位等进行系统观察，可以为后续桩基施工提供重要参考，从而减小桩基沉降的发生概率。
2. 合理选择施工工艺方案在桩基施工过程中，必须根据地质条件和建筑物的设计要求选择合适的施工工艺方案。
在灌注桩的施工中，要保证灌注混凝土的浇注质量，避免泌水、孔隙和松散等情况的出现。
还应该确保桩基的长度、直径和间距符合设计要求。
3. 建筑物结构的优化设计和施工对于建筑物结构的设计和施工，应该进行细致的分析和研究。
建筑物的超出部分应该尽量减少，从而减小对桩基的荷载。
还要确保建筑物的结构和材料的质量符合要求，从而减小对桩基的影响。
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法【摘要】建筑桩基施工中的沉降问题一直是工程建设中的重要难题。
本文旨在探讨桩基沉降问题的严重性以及影响因素，并对现有解决方法进行分析。
提出了改进的桩基施工技术以及监测和处理沉降问题的措施。
通过加强桩基施工质量管理，可以有效减少沉降问题的发生，保障工程建设的安全性和稳定性。
未来的研究方向应该更加注重桩基施工技术的创新和完善，以应对建筑桩基施工中可能出现的各种挑战。
通过不断的实践和研究，可以为建筑桩基施工提供更加科学和可靠的解决方案，推动工程建设领域的进步和发展。
【关键词】建筑桩基、施工、沉降问题、解决方法、分析、因素、技术、监测、处理、质量管理、研究方向。
1. 引言1.1 建筑桩基施工的重要性建筑桩基是建筑工程中的重要组成部分，承担着支撑和传递建筑荷载的重要任务。
桩基施工的质量直接影响着建筑物的稳定性和安全性，因此建筑桩基施工的重要性不可忽视。
在建筑桩基施工过程中，沉降问题是一个常见且严重的挑战，可能会对建筑物的整体结构稳定性和使用效果产生负面影响。
及时有效地解决桩基沉降问题，保障建筑物的安全性和稳定性，具有重要的意义。
1.2 沉降问题的严重性沉降问题是建筑桩基施工中一个非常严重的挑战，它可能导致建筑物产生裂缝，甚至发生倒塌的危险。
桩基沉降问题严重影响着建筑物的安全和稳定性，给人们的生命和财产造成了巨大的风险和损失。
在建筑工程中，桩基的沉降问题一旦发生，往往需要大量的资金和时间来修复，同时也会对工程进度和质量造成不可逆的影响。
正确处理桩基沉降问题，尽早发现和有效解决，对建筑工程的成功实施至关重要。
2. 正文2.1 桩基沉降问题分析桩基沉降问题是建筑施工中一个常见但严重的质量问题，其影响着整个建筑物的稳定性和安全性。
桩基沉降问题主要表现为建筑物沉降过大、不均匀，导致建筑物结构受力不均，甚至严重影响建筑物的使用寿命。
桩基沉降问题的分析需要考虑多个方面。
首先要考虑土壤的承载能力和地基的稳定性，不同类型的土壤对桩基沉降的影响不同。
软土地基中桩筏基础沉降计算的探讨
软土地基中桩筏基础沉降计算的探讨摘要：将群桩中的单桩的桩顶沉降分为桩身压缩和桩端位移分别计算，桩身压缩由实测方法或理论分析方法估算，桩端沉降根据分层总和法计算。
将桩简化成弹簧作用在筏板下，弹簧刚度根据桩顶平均荷载和相应的沉降获得。
最后，介绍了该方法在工程设计中的应用。
关键词：桩筏基础、桩身压缩、桩端沉降1.前言上部结构的荷载通过筏板分配给群桩和地基，然后扩展到周围的地基中，由此形成地基中的竖向和水平附加应力。
由于群桩的应力叠加，桩周土和桩端下卧层中的应力将大大超过单桩，并且影响深度、广度和压缩层厚度均成倍甚至几十倍的增加，从而使群桩的承载力降低，沉降加大，所以以单桩的刚度③进行共同作用分析是不合理的。
分析桩与筏相互作用时，可以将桩模拟成弹簧，群桩中的单桩刚度Ki可以表示成：Ki=Pi/Si= /(Spi+Sbi) 式中Pi为i桩桩顶荷载，可近似地取桩顶平均荷载(总荷载除以总桩数)；Si为i桩桩顶沉降；Sbi为桩端沉降；Spi为桩身压缩。
下面叙述如何确定Sp和Sb。
2.桩身压缩Sp的确定桩身压缩可以通过实测和理论计算两种方法获取。
关于桩身压缩的实测方法④作为试桩的一部分工作内容在许多重要的工程中得以运用，该方法是通过测试出荷载～桩顶沉降曲线（P～S曲线）以及荷载～桩端沉降曲线（P～Sb曲线），得出荷载和桩身压缩的曲线（P～Sp曲线）。
如果缺乏实测资料，需要根据弹性理论的方法计算桩身压缩。
单桩的载荷试验表明，在设计荷载作用下，桩身轴力沿深度呈三角形分布，则桩的压缩量Sp 为：Sp＝Ppl/2ApEp式中l为桩长；Ep为桩身材料的弹性模量；Ap为桩的截面积；Pp为单桩桩顶作用的实际荷载；如果认为桩间土不分担外荷载时，则Pp＝P/np；当考虑筏板下的桩土荷载分担比α，那么桩顶荷载为Pp＝（1－α）P/np；α约为10％，np为群桩总数。
注意的是，以上公式计算的是单桩的桩身压缩；群桩中的桩身压缩和单桩桩身压缩有所差异，但是在群桩沉降计算中，桩身压缩与桩端沉降相比较小，因此上述差异应该为工程所容许。
两阶段变刚度桩筏基础工作机理研究的开题报告
两阶段变刚度桩筏基础工作机理研究的开题报告一、研究背景变刚度桩筏基础作为一种新型的基础形式，在工程中得到了广泛应用。
不同于传统的单一刚度的桩基础和刚性筏板基础，变刚度桩筏基础的刚度可以根据工程需求进行调整，从而优化基础支撑性能。
在实际工程中，变刚度桩筏基础的设计和施工存在许多技术难点，如刚度控制、变形控制、荷载传递等问题。
因此，开展变刚度桩筏基础的工作机理研究具有重要的理论意义和实际意义。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过数值模拟和实验研究方法，探讨变刚度桩筏基础的工作机理，为其设计和施工提供理论支撑和技术指导。
具体研究内容如下：（1）分析变刚度桩筏基础在荷载作用下的力学行为和变形规律，建立相应的数值模型。
（2）通过有限元仿真分析和数值计算方法，对变刚度桩筏基础的刚度控制和变形控制进行研究。
（3）设计并实施变刚度桩筏基础的模型试验，验证数值模拟的准确性，并进一步研究变刚度桩筏基础的荷载传递机理。
（4）结合现有工程实例，分析变刚度桩筏基础的适用范围和优化设计方法，提出具体的建议和对策。
三、研究难点和创新点（1）变刚度桩筏基础的刚度和变形控制机理研究是本研究的重点和难点之一，在理论和模型分析方面具有一定的挑战性。
（2）模型试验的设计和实施是本研究的另一个难点，需要考虑到实验装置的精度和稳定性等问题。
（3）本研究通过探索变刚度桩筏基础的工作机理和优化设计方法，具有一定的创新性和实用性。
四、研究方法和技术路线（1）数值模拟：本研究将采用有限元分析软件对变刚度桩筏基础的力学行为进行数值模拟和分析。
（2）试验研究：本研究将采用模型试验的方法对变刚度桩筏基础的力学性能进行测试和验证，并记录试验数据和现象。
（3）综合分析：本研究将通过数据分析和变形规律等方面的综合分析，对变刚度桩筏基础的工作机理进行全面的研究。
五、研究预期结果和意义通过本研究，我们预期可以深入理解变刚度桩筏基础的工作机理和荷载传递规律，为其设计和施工提供理论支撑和技术指导。
桩筏基础非线性共同作用分析及变刚度调平设计
2009年7月企业技术开发桩筏基础非线性共同作用分析及变刚度调平设计何江1，傅冬平2摘要：桩筏基础的承载力、位移特征分析，尤其是建立在桩-土-筏共同作用基础上的以减小沉降差为目的的变刚度调平分析是目前桩筏基础设计的难点与热点。
文章利用桩筏基础的非线性共同作用分析方法和分析程序，分析了桩筏基础当筏板厚度和桩距、桩长、桩径变化时，筏板的位移特性和桩顶的反力及其分布规律，得到了一些有意义的结论。
利用本文的分析结果，进行桩筏基础的变刚度调平设计，以达到减少桩筏基础筏板沉降差的目的。
关键词：共同作用；位移特征；桩顶反力；桩筏基础；变刚度中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1006-8937（2009）13-0038-03Abstract:The analysis on the bearing capacity and the displacement characteristics of the pile-raft foundation,espe －cially variable rigidity analysis for balance settlement which is based on interaction analysis of pile -soil -raft and aiming at reducing the displacement difference of the raft,is the difficult and focal point of common attention in the design of the pile -raft ed the nonlinear interaction analytical method and program,the displacement characteristics of the raft and the counterforce and its distribution on the pile head are analyzed when the thickness of the raft and the spacing,the length,the diameter of the pile are changed,and some valuable conclusions are obtained in this paper.Based on the conclusions obtained in this paper,the pile-raft foundation can be designed with the variable rigidity design method for balance settlement and the objective of reducing the displacement difference of the raft can be realized.Keywords ：interaction ；displacement characteristics ；counterforce on the pile head ；pile-raft foundation ；variable rigidity（1.湘潭国家高新技术产业开发区，湖南湘潭411103；2.醴陵市环境保护局，湖南株洲412200）Nonlinear interacting analysis of piled-raft foundation andvariable rigidity design method for balance settlementHE Jiang 1，FU Dong-ping 2（１．ＸｉａｎｇｔａｎＮａｔｉｏｎａｌＨＩ－ＴＥＣＨＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＺｏｎｅ，Ｘｉａｎｇｔａｎ，Ｈｕｎａｎ４１１１０３，Ｃｈｉｎａ；２．ＬｉｌｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｚｈｕｚｈｏｕ，Ｈｕｎａｎ４１２２００，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：2009-06-29作者简介：何江（1969—），湖南醴陵人，大学本科，工程师，研究方向：建筑工程技术与管理。
桩基的沉降与变形控制
桩基的沉降与变形控制桩基作为一种常用的地基处理方法，能够有效地分散建筑物的荷载至地下，确保建筑物的稳定性和安全性。
然而，在桩基设计与施工过程中，沉降和变形问题一直是需要关注与解决的核心难点。
本文将就桩基的沉降与变形控制展开阐述，探讨几种常见的控制方法。
一、桩基沉降原因分析桩基沉降主要由以下因素引起：荷载、桩身轴心偏心、土体本身的力学性质等。
首先，荷载是引起桩基沉降的主要原因之一。
建设物的荷载会通过桩基传导至土体中，进而导致桩基的沉降。
其次，桩身轴心偏心也是一个重要因素。
如果桩身未能垂直于地面，就会导致沉降和变形。
最后，土体本身的力学性质也会对沉降产生影响。
不同类型的土体具有不同的压缩性和抗剪性，这将直接影响到桩基的沉降情况。
二、桩基沉降与变形的控制方法1. 合理选择桩型和桩径在桩基设计阶段，应根据具体工程的要求和地质条件，合理选择桩型和桩径。
例如，在承载力要求较高的情况下，应考虑采用大直径桩或组合桩，以增加桩基的承载能力，减小沉降和变形的风险。
2. 控制施工过程中的水平位移桩基施工过程中，应采取措施控制桩身的水平位移。
水平位移不仅会导致桩基的沉降和变形，还可能影响到周围建筑物的稳定性。
因此，在施工过程中应使用相应的工艺和设备，确保桩身垂直于地面，避免水平位移的产生。
3. 加固地基及地基处理通过加固地基和采取地基处理措施，可以有效改善地基的力学性质，减小桩基的沉降和变形。
例如，可以采用预压桩技术，在桩身周围施加一定的压力，使地基土体产生一定的固结和加固效果。
此外，还可以采取土体改良措施，例如喷浆灌注桩等，以提升土体的稳定性和承载能力。
4. 监测与控制桩基沉降和变形的控制过程中，监测是非常重要的一环。
通过桩基的监测，可以及时发现和解决沉降和变形问题。
监测方法可以包括现场观测、传感器监测等。
通过对监测数据的分析和评估，可以采取相应的控制措施，及时调整桩基设计或施工方案，确保桩基的稳定性。
结论桩基沉降与变形控制是桩基设计与施工过程中需要重点关注的问题。
对桩筏基础沉降的分析
２ 桩筏基础 设计 工程概 况与计算参数
该工程 由综合楼、 酒店 、 公寓楼和裙房 四部分组成， 其 中综合
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图 １主楼地 下室结构平面布置 图
灌 注 桩 根 据 地 基桩 成孔 方 式 以及 应 用 的地 质 情 况 不 同 ， 主 要 力大幅度 的提 高，进而保障建筑工 程施工企业 的经济 效益 以及
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筏基础的设计 。文 中仅介绍基础 受轴心荷载作用情况 下的计算
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工程技术
建材发展导 向 ２ ０ １ ５年 ｌ Ｏ月
对桩筏基础沉降的分析
李 小 刚
（ 甘 肃 省 城 乡规 划 设 计 研 究 院 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： ｔ ｇ 筏基础 的研 究一直是土木工程设计的一项关键技 术， 本文针 对桩筏基础 沉降计 算的常见 的两种 方法进行 区 别分析 ， 获得更加合理的桩筏基础 设计方案 ， 有益于工程应 用前景 的发展 。
２ ］ 关 振 明． 建筑 工程 土建 施工 中桩 基础 技术 的应 用 ｌ Ｊ １ ． 中华 民居 ， ２ ０ １ ３ 不会 产 生堵 塞 孔 洞 等 现 象 。最后 ， 在 灌 注 桩 制 作过 程 中要 保 证 导 ［
（ Ｏ ８ ） ．
４ 结束 语
【 ３ ］ 范志红 ． 建筑 工 程 土 建 使 用 中 桩 基 础 施 工 要 点探 讨 ［ Ｊ ］ ． 中华 民居 ， ２ ０ １ ３
桩筏基础变刚度设计有限元分析
对沉降小于抽桩时的结果 ,差异沉降控制效果最好. ( 4 )通过均布荷载和非均布荷载下桩筏基础
的变刚度设计 ,可以看出后者筏板差异沉降大于 前者的情况 ,说明上部结构的刚度和荷载分配特 征对桩筏基础变刚度效果有直接的影响 ;
(5)研究表明 ,常规等长均匀布桩设计未考 虑桩土共同作用 ,材料浪费严重 ,变刚度调平设计 的优化空间较大. 从本研究抽桩和变桩长结果看 来 ,桩筏基础变刚度为桩筏基础的优化设计提供 了一种新思路.
J an1 2010 Vo l131 No11
郭院成 1 , 赵旭阳 2 , 张四化 1
(1. 郑州大学 土木工程学院 ,河南 郑州 450001; 2. 合生创展集团有限公司 ,北京 100124)
摘 要 : 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. 关键词 : 土木建筑工程设计 ;变刚度设计 ;数值模拟 ;桩筏基础 ;差异沉降 中图分类号 : TU473. 1 +2 文献标识码 : A
参考文献 :
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op timum design of p iled rafts [ J ]. Geotechnique. 1998, 48 (3) : 301 - 317. [ 2 ] 刘金砺 ,迟铃泉. 桩土变形计算模型和变刚度调平 设计 [ J ]. 岩土工程学报 , 2000, 22 (2) : 151 - 157. [ 3 ] 刘金砺. 高层建筑地基基础概念设计的思考 [ J ]. 土 木工程学报 , 2006, 39 (6) : 100 - 105. [ 4 ] 王云岗. 高层建筑桩筏基础分析与设计 [ D ]. 杭州 : 浙江大学硕士学位 , 2001. [ 5 ] 郭院成 ,王会杰 ,张四化. 地基基础空间变刚度调平 设计方法的数值模拟 [ J ]. 郑州大学学报 :工学版 , 2008, 29 (3) : 126 - 128. [ 6 ] 郭院成 ,王会杰 ,陆俊虎. 考虑排桩支护影响的高 层建筑复合地基沉降分析 [ J ]. 郑州大学学报 :工学 版 , 2009, 30 (4) : 27 - 30. [ 7 ] 河南省建筑设计研究院. 郑东新区会展宾馆岩土工 程勘察 报 告 [ R ]. 郑 州 : 河 南 省 建 筑 设 计 研 究 院 , 2006.
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文章编号:1000-1573(2007)05-0119-05变刚度桩筏基础沉降规律研究①靳元峻1, 张建辉1, 王维玉2, 郑文改3, 郎红光4(1.河北大学机械与建筑工程学院,河北保定071002;2.河北省建筑科学研究院,河北石家庄050021;3.河北省科技工程学校,河北保定071000;4.河北省清苑县城市建设局,河北保定071000)摘要:应用无单元方法和桩-土体系近似解析模式相耦合而建立的层状地基上桩筏基础的数值分析方法,研究了不同组合条件下的变刚度桩筏基础沉降规律,指出了各种布桩情况的优缺点。
所得结论,对桩筏基础的优化设计具有一定的参考价值。
关 键 词:桩筏基础;变刚度;沉降;优化设计中图分类号:TU 473文献标识码:AStudy on the settlement of the variablestiffness piled raft foundationsJ I N Y uan 2jun 1,ZH ANG Jian 2hui 1,WANG Wei 2yu 2,ZHE N Wen 2gai 3,LANG H ong 2guang 4(1.College of Machinery &Civil Engineering ,Heibei University ,Baoding 071002,China ;2.Heibei Province Academy of Building Research ,Shijiazhuang 050000,China ;3.Hebei Science and engineering College ,Baoding 071000,China ;4.Bureau of Town Building in Qingyuan County ,Baoding 071000,China )Abstract :Applying the numerical analysis method of piled raft foundation in the layered soil ,which is established by coupling the element 2free method and the analytic model of pile 2soil system ,this paper studies the settlement system of variable stiffness piled raft foundations in different combina 2tion.The advantage and disadvantage of different layout are discussed.The result has a certain ref 2erence value to the optimization design of piled raft foundation.K ey w ords :piled raft foundation ;variable stiffness ;settlement ;pile 2layout optimization 当前高层建筑桩筏基础设计中多数应用均匀等长、等直径布桩。
沉降实测表明,尽管桩数不少,但碟形沉降仍不可避免,特别是框剪、框筒、筒中筒结构更为明显。
面对此种工况,传统的设计方法多是被动地增加筏板厚度,或增加筏底布桩的数量、几何尺度(桩长与桩径),增大桩筏基础的整体刚度,通过降低沉降的绝对值而满足对沉降差的控制要求。
这样必然增加桩筏基础工程的造价,造成不必要的浪费。
变刚度调平设计则是通过改变桩距、桩长及桩径,调整地基或基桩的刚度分布,使反力同荷载分布相协调,沉降变形趋于均匀。
本文应用无单元方法和桩-土体系近似解析模式相耦合而建立的层状地基上桩筏基础的数值分析方法[1-2],研究了不同组合条件下的变刚度桩筏基础沉降规律,指出了各种布桩情况的优缺点,对桩筏基础的优化设计具有一定的参考价值。
2 不同的变刚度布桩方式某高层建筑,地上22层,地下1层,钢筋混凝土框剪结构,设计采用桩筏基础,柱网纵横均为8m ,①收稿日期:2006-04-29基金项目:河北省自然科学基金资助项目(E2005000847)作者简介:靳元峻(1973-),女,河北省保定人,硕士,讲师,从事桩筏基础方面的研究.通讯作者:张建辉(1963-),男,河北省保定人,教授,从事岩土工程数值方法、土与结构物相互作用的研究.第30卷第5期2007年9月河北农业大学学报JOURNAL OF AGRICUL TURAL UNIVERSITY OF HEBEIVol.30No.5Sep .2007每边各5跨,平面尺寸43m ×43m ,中心跨为核心筒剪力墙,首层高412m ,其余层高316m ,总高约8314m ,埋深510m ,筏板厚115m ,自重为66500kN ;基桩采用钻孔灌注桩。
根据P KPM 计算出结构原型的柱脚荷载和核心筒底部荷载,总荷载650000kN 。
将荷载施加于核心区筒体四角、内区、边柱、角柱四个荷载强度区,四个分区单根柱脚荷载分别为:N 核=42500kN ;N 内=20000kN ;N 边=13000kN ;N 角=8000kN 。
采用慢速维持荷载法,按总荷载的1/8分级加载。
各布桩模式所取的截面位置和编号完全相同,天然地基上的筏板、不同方式的布桩及沉降测点平面布置见图1～图6。
工况1:天然地基上的筏板基础,平面布置如图1。
图1 天然地基上的筏板基础Fig.1 The raft found ation on natural soil工况2:筏板下均匀布桩的桩筏基础,平面布置如图2。
桩①的桩径为d =115m ,桩长为L =20m ;总桩数n =61根;桩体积V P =2160m 3。
图2 均匀布桩的桩筏基础Fig.2 The piled raft found ation with piles uniform distance工况3:变桩距的桩筏基础,平面布置如图3。
桩①的桩径为d =115m ,桩长为L =20m ;总桩数n =44根;桩体积V P =1550m 3。
图3 变桩距的桩筏基础Fig.3 The piled raft found ation withpiles different distance工况4:变桩长、变桩距的桩筏基础,平面布置如图4。
所有桩的桩径均为d =115m ;桩①桩长为L =20m ,24根;桩②L =30m ,8根;桩③L =40m ,12根;总桩数n =44根;桩体积V P =2120m 3。
图4 变桩长、变桩距的桩筏基础Fig.4 The piled raft found ation with pilesdifferent distance and length工况5:变桩径、变桩长、变桩距的桩筏基础,平面布置如图5。
桩①的桩径d =115m ,桩长L =20m ,24根;桩④d =2150,L =20m ,8根;桩⑤d =215m ,L =30m ,5根;总桩数n =37根;桩体积V P =2370m 3。
021 河北农业大学学报第30卷图5 变桩径、变桩长、变桩距的桩筏基础Fig.5 The piled raft found ation with piles different distance 、length and diameter2 各布桩方式的沉降比较分析研究桩筏基础与地基相互作用时,将桩筏基础分为2部分[2]:即筏板和桩-土体系。
本文采用筏基无单元方法[3],对筏板进行模拟;用非线性增量型解析模式对桩-土体系进行分析。
其中筏板、桩均按线弹性分析,将筏板视为薄板、桩的直径和长度可以不同;地基土呈水平层状特征,桩侧土和桩端土采用线弹性、双曲线或弹塑性本构关系,桩间土体采用分层地基模型描述;筏板以及桩-土支承体系仅承受竖向荷载;筏板与桩之间的连接为铰接,筏板与土之间竖向位移连续;上部结构的刚度贡献与筏板的刚度一起考虑。
不同布桩方式的桩筏基础计算所得8级荷载下截面位置如图6所示。
6个截面的沉降如图7～图12所示。
图6 沉降测点布置图Fig.6 The layout of the settlement section若以529个节点沉降的平均值作为桩筏基础的沉降平均值,天然地基上的筏板基础及变刚度桩筏基础各布桩方式的总荷载与沉降特征值对照如表1所示。
由表1及图7～图12可看出:表1 筏基与变刚度桩筏基础数值计算特征沉降对比表T able 1 The characteristic settlement of the raft and piled raft found ations荷载/kN Load特征沉降/mmCharacteristie displacement工况 Work condition 工况1工况2工况3工况4工况54级荷载325000kN 沉降最大值/mm 109.9431.837.4731.2444.91平均沉降/mm 76.4220.7826.2124.929.51沉降差/mm 73.4425.4430.2520.538.058级荷载650000kN沉降最大值/mm 219.8793.33112.8390.83111.29平均沉降/mm 152.8461.2880.5676.8578.7沉降差/mm146.8776.0585.5346.481.28 说明:表中沉降最大值是指一定试验与荷载条件下全部测点位移的最大值;沉降差是指同组试验中任意两测点(与试验测点相对应)位移差值的最大值.图7 1-1截面沉降图Fig.7 The settlement of section 1-1图8 2-2截面沉降图Fig.8 The settlement of section 2-2121 第5期 靳元峻等:变刚度桩筏基础沉降规律研究图9 3-3截面沉降图Fig.9 The settlement of section 3-3图10 4-4截面沉降图Fig.10 The settlement of section 4-4图11 5-5截面沉降图Fig.11 The settlement of section 5-5图12 6-6截面沉降图Fig.12 The settlement of section 6-61)在不同荷载水平下,没有布桩的天然地基上筏基(工况1)的沉降最大值、沉降差都较桩筏基础的相应值大,当桩筏总荷载加至8级(P =650000kN )时,基础沉降平均值为152184mm ,过大。