桩土共同作用在太仓市第一人民医院中的应用
桩-土-结构共同作用控制理论分析
研究表明 ，承台可以分担 ２ ％ Ｏ 以上的上部 荷载 ，不考虑相互作用 的计算理论保 守且 不科 学。 其实 ， 早在上世纪 三四十年代上海的桩基础
设计曾经采用简易的考虑桩土共同作用的计算
模 型 ， 以后没有得到推广 。到上 世纪七十年 但 代 ，考虑承 台底 土体承担荷载 的共 同作 用理论 成 了当时研究的热 。 ｕ ｅ ｉｄ Ｂｎｒ ｅ Ｂ ｔｒｅ 和 ａｅ ｅ 在 ｔ ｆｌ ｊ 假定承 台地 面光 滑、 台刚度无 限大的基础上 ， 承 对桩一 承 台体系进行 了弹性分析 ，研究 了桩 土一 台系统 的荷 载位 移性状 及 承台 与桩 的荷 载 分 配， 分析表 明： 各桩在承 台参与作 用时承受荷载 与 承 台不参与 作用 时有 明显差 别。Ｒ ｎ ｏ ｈ ａｄｌ 、 ｐ Ｐ ｕｏ 等对 此均作 了一定的研究 ，后来发展成 ｏｌ ｓ 分 别以 Ｍｉ ｌ 位移基本解 、 ｎｉ ｄｎ 应力解为出发点 的 位移法 、 应力法。Ｃ ｏｅ ｏｋ 等提出了以桩周 同心 圆 式分 布的弹性 剪切位移场模式 为基础的剪切位 移法 ， 并用 于分 析单桩 、 桩与土 的共 同作用 。 群 尚守平 等用位移系数来求解群桩 中每根桩 的荷 载分配 系数，以及应用 Ｇ ｄｅ 的应力系数 计算 ｅｄｓ 桩、 土地基 的柔度矩 阵 ， 对桩箱 基础与地基 土的 共 同作 用进行 了弹性分析。 线 弹性共 同作用理论考虑了桩一 承台的 土一 相互作用 ， 尤其是 考虑了桩 、 承台与地基土 共同 分担荷载 ， 是一个很大的进步。但是 ， 以线 性关 系表示桩一 承 台的相互作用过 于粗 略 ，与实 土一
在实际应用中， 桩基础通常都是 以桩 一 承台 的形式 工作的。桩一 结构共 同作用理 论是桩 土一 基 础课题的关键所在 。本文在对桩土共 同作 用 的计算 模型和控制理论两方面详细分析 的基 础 上 ， 出了以控制差异沉 降为 目的 、 Ｉ 土接 提 弓入桩 触单元 同时考虑土体 固结和上部结构 冈 度的ｊ ４ 维有限元计算理论。 １桩一 结构计算模型 土一 桩一 结构计算模 型经历 了不考 虑共同作 土一 用 、线弹性共 同作用和非线性共 同作 用三个阶
桩_承台_土共同作用的三维有限元分析_胡汉兵
*高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(编号:9549302)桩-承台-土共同作用的三维有限元分析*胡汉兵 茜平一 陈晓平(武汉水利电力大学 武汉 430072)【提要】 本文用三维弹性有限元法研究了竖向荷载作用下,群桩基础中桩-承台-土的共同作用特性,着重研究了桩顶反力分布、承台分担比及沉降变形随s /d 、L /d及E P /E s 诸因素的变化规律,并对桩基优化设计途径进行了初步探讨。
【关键词】 共同作用 三维有限元 桩顶反力【Abstract 】 Characteristics of co-action among pile-pile cap-earth in foundation of pile clu ster und er v er ticalloading are s tudied with three dimensional finite elemen t meth od.Distribution of coun ter force at pile tip and th e law of variation of s ettlem en t defo rmation follow ing s /d ,L /d and E P /E s are em ph etically discuss ed .Furthermore ,optimum design of pile foundation is also s tudied.【Key words 】 co-action th ree dimensional finite elem ent coun terforce of pile tip1 引 言前人已对桩基共同作用问题进行了大量的研究,包括现场试验研究、室内模型试验研究以及理论分析研究,取得了一系列有价值的成果[1],但对桩-承台-基土共同作用的某些问题,尤其是群桩受力变形的某些机理问题还未弄清,导致现行的桩基设计与实际情况有很大出入。
考虑桩土共同作用的桩筏基础应用浅析
１ 前 言
在基础设 计 的工程 实践 中 ， 特别是 复杂地 质条 件
下， 经 常会 由于场 地下 覆 岩 （ 土） 层 存 在大 量 溶 洞 （ 土 洞） ， 或者岩 层起 伏 大 ， 局 部 岩层 较 浅 ， 造成 桩 长 设计
３ 基 础 设 计 方案 选 用
根 据计 算 ， 已知 上 部 结构 传 至 基 础 的荷 载 标 准 组合 值 为 ５ ０ ８ ０ ０ ０ ｋ Ｎ， 单 栋塔 楼 范 围面积 为 ２ ２ ０ ０
Ｒ 。 ＋７ ］ ｃ ｆ ｏ ￣ Ａ ， 因此根 据地 基 情况 选 取 合 适 的桩 土 分 担 比， 是考 虑 桩 土 共 同 作 用 设 计 法 最 重 要 的前 提 。
降量 分 为桩沉 降 △ 。和桩 间土沉 降 △ ， 此时：
等方法 处 理下 部地 基 ， 考虑 到局 部岩 层埋 深较 深 ， 且
墙 结构 ， 场 地上 覆 地 层 有 冲 积 层 的 中粗 砂 、 砾砂、 粉
质粘土， 覆 盖层 厚 度 为 ２ ６ ． ５ Ｏ ～３ ２ ． １ ０ １ Ｔ Ｉ ， 深 部 为 微
场地深 处 仍有 淤泥 质 土 软 弱 土 层 ， 故 采 用 复 合 地基 处理 ， 对 于软 弱下 卧 层 附加 应 力 以及 基 础 沉 降 难 以 满足 ， 仍不 宜采 用 。
技术 较难 探 明溶洞 大小 和 范 围 ， 施 工 质 量 也 难 以保
２ 工 程 概 况
惠州 惠东 县某 滨海 小 区住宅 楼 ， 采用 １ ６层剪 力
证， 故 不 宜采 用 。
３ ． ２ 复 合 地 基 处 理
若 取 ② 中粗 砂 为持 力 层 ， 以振 冲 碎 石 挤 密 桩
３ ． １ 常 规桩 基础 考虑 设 计 为 常规 桩 基 础 ， 如 持 力 层取 为 微 风 化
桩基础技术在建筑修建中的作用范围和具体使用方法
桩基础技术在建筑修建中的作用范围和具体使用方法随着我国土木建筑行业的迅猛发展，使土建的低成本、高效率等优势得到了进一步肯定。
同时，建筑行业越发展，建筑技术便会越有新的突破。
桩基础技术的产生和应用，使原本存在于土建行业中的诸多技术性难题得到了攻克，极大地提升了土建施工工程的质量和效益，一定程度上促进了土建行业的健康持续协调发展。
本文通过阐明桩基础的基本功能，进一步探索桩基础技术在土建施工过程中的运用策略。
一、土建工程桩基础的功能及运用范围1、功能通常情况下，桩基础主要用于强化土建基础的牢固性，减少或避免工程的安全风险，其功能包含以下两项内容:一方面，增强松软土质的密实度，提高土建工程地基的抗压力和承载力，确保工程不至于因地基不稳固而突然塌陷;另一方面，把建筑工程的重力作用传导到抗压力较高的岩层或土层中。
2、运用范围相较于一般情况下的地基基础施工，桩基础施工的工程量更大，投入资金也相对较多，一部分土建工程对于基础承载力的标准较低，所以，并非全部的土建工程均采用桩基础技术，其施工技术是面向一些相对独特的状况或对基础标准要求高的工程项目，包含以下几种情况:首先是对防震性能要求高的建筑或硬件设施，桩基础也适用于地震易发、多发地带:其次，自身重力大或承受负重作用的建筑工程，如厂房、仓库等;对环境平稳性能的要求相对较高的设备或工程，如型号较大的变压器，需减轻地面振动给其构造作用的影响;对地基沉降标准相对高的建筑;高度非常高但自身面积狭小的建筑，如电视塔、烟囱等，需借助于桩基防范建筑摇晃或倾斜;建筑周边的土质松软或伴有特殊性土质，并对建筑的实际寿命带来不利影响.桩基础技术在运用时需坚持具体地域具体分析的原则，在设计规划时，要对建设现场开展系统严格的勘测，以便于合乎建筑地基的承载力及防展性能，切实顾及到桩基础的形变问题，从整体上增强土建工程的质量和应用价值。
二、土建工程施工中桩基础的准备工作分析1、强化对地质水文状况的科学勘查该环节异常关键，是搞好桩基础施工的重要前提。
桩土共同作用的桩筏基础应用之我见
桩土共同作用的桩筏基础应用之我见作者：周晨潘敬潼来源：《建筑建材装饰》2014年第01期摘要：桩筏基础设计中，通常只考虑桩承担上部荷载，而不考虑承台底土体的承载作用。
在复合桩基理论基础上提出考虑桩与土体共同作用的计算方法，能充分发挥桩间土体的承载力，减少桩数，在复杂地质条件下使用，经济效益显著。
关键词：复杂地质；桩土共同作用；基础选型；基础设计前言在基础设计的工程实践中，特别是复杂地质条件下，经常会由于场地下覆岩（土）层存在大量溶洞（土洞），或者岩层起伏大，局部岩层较浅，造成桩长设计短、承载力不足等问题，而考虑设计为筏基时，表层土不能满足设计要求，或者能满足设计要求，但沉降过大，在工程实践中往往设计为桩筏基础，且需考虑桩土共同承载，本文结合工程实例，分析其设计方法及设计中应注意的问题，以供类似工程参考。
1 工程概况惠州H县某滨海小区住宅楼，采用16层剪力墙结构，场地上覆地层有冲积层的中粗砂、砾砂、粉质粘土，覆盖层厚度为26.50～32.10m，深部为微风化白云岩，地基承载力高，该场区灰岩中存在较多的溶洞，各地基土层的物理力学性质见表1。
2 基础设计方案选用2.1常规桩基础考虑设计为常规桩基础，如持力层取为微风化灰岩层，由于该层存在较多溶洞均需进行处理，且管桩由上层较软粘土层进入坚硬微风化岩层，极易造成大量断桩，且该岩层中存在较多溶洞，以现有勘探技术较难探明溶洞大小和范围，施工质量也难以保证，故不宜采用。
2.2复合地基处理若取②1中粗砂为持力层，以振冲碎石挤密桩等方法处理下部地基，考虑到局部岩层埋深较深，且场地深处仍有淤泥质土软弱土层，故采用复合地基处理，对于软弱下卧层附加应力以及基础沉降难以满足，仍不宜采用。
2.3考虑桩土共同作用的桩筏基础3 考虑桩土共同作用的桩筏基础设计考虑桩土共同作用的基础，荷载不仅通过桩周土传递摩擦力，基础中的筏板也承担一定的荷载，但桩土荷载分担比受诸多因素的影响，不容易准确计算，现行设计规范中也仅有《建筑桩基技术规范》对复合桩基的承台效应给予了公式定量计算：R=Ra+ηcfakAc，因此根据地基情况选取合适的桩土分担比，是考虑桩土共同作用设计法最重要的前提。
桩土共同作用设计理论研究
了改进意见
关 键 词 刚性桩复合地基 复合桩基 承载力 沉降
中图分类号 TU470
文献标识码 A
Study on design theory of pile-soil cooperative work
ZHENG Jun-jie, PENG Xiao-rong
( Institute of Geotechnical Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China )
合桩基 自然成为人们的一种选择 在天然地基中设置增强体 即形成复合地基
根据增强体的材料强度或刚度不同 复合地基可分 为散体材料桩复合地基 柔性桩复合地基和刚性桩 复合地基 其中刚性桩复合地基目前正得到越来越 广泛的应用
本文所讨论的桩土共同作用包含以上两种情 形 即复合桩基中的桩土共同作用和刚性桩复合地 基中的桩土共同作用
以下进一步分析在各种桩距下 复合桩基的 具体设计方法及适用条件 3.1 疏桩基础设计方法
当桩间距 S 6 d d 为桩径 也即所谓疏桩 基础 此时 可不考虑桩与桩以及桩与土之间的相
互作用 下面简单介绍文献[3]中复合桩基设计方 法及适用条件
设计的基本原则与步骤为 1 确定桩数 设天然地基承载力设计值 f
2 桩土共同作用理论
复合桩基与刚性桩复合地基有两点不同 1 复合桩基从桩基考虑承台土抗力发展而来 而刚性桩复合地基则由天然地基中设置刚性桩 强
收稿日期 2001-11-08 作者简介 郑俊杰 男 1967 年生 副教授 博士 岩土与地下工程研究所所长 主要从事复合地基和桩基方面的科研 教学及咨询工作
Abstract: The preliminary study on the effect of pile-soil cooperative work is made at first. Then the condition for formation of rigid pile composite ground and the design method for different pile spacings of composite pile foundation is discussed. When piles are friction ones and end-bearing friction ones, the rigid pile composite ground without cushion is safer and more economical than that with cushion. If the total safety level and settlement of composite pile foundation can be satisfied, design may be carried out in definite stress ratio of pile and soil; and the designed stress ratio of pile and soil is unnecessarily equal to the practical one. Some existing problems in design method of pile foundation with large spacing between piles are discussed, and some proposals of improvement are put forward, too. Key words: rigid pile composite ground; composite pile foundation; bearing capacity; settlement
桩_土_承台共同作用的简化分析方法
第28卷第6期 岩 土 力 学 V ol.28 No.6 2007年6月 Rock and Soil Mechanics Jun. 2007收稿日期：2005-07-04 修改稿收到日期：2005-11-07作者简介：王浩，男，1976年生，博士，目前从事桩基工程研究。
E-mail: wanghao7682@文章编号：1000－7598－(2007) 06―1172―05桩-土-承台共同作用的简化分析方法王 浩1,2，周 健2，邓志辉3（1.上海市政工程设计研究总院 地下空间院，上海 200092；2.同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092；3.上海市民防地基勘查院，上海 200232）摘 要：从桩与承台下地基土共同分担荷载的基本条件出发，提出了一种从单桩荷载沉降曲线入手的桩-土-承台共同作用简化分析方法。
在给定单桩荷载水平下，假定承台下桩间土的变形量等于此时单桩沉降量，求解相应的板底应力，从而可以得到任意桩荷载水平下的承台荷载分担量，而不必将桩的受荷水平限制在极限荷载。
将基础沉降分为桩间土变形量及桩端下卧土层的整体压缩量两部分进行分析。
桩间土变形量等于单桩在给定荷载水平下的沉降量，而桩端下卧土层的整体压缩量则由承台与桩两部分荷载引起，可以相对准确地预测基础沉降量。
工程实例分析与实测结果的比较表明该方法是可行的。
关 键 词：桩基础；桩-土-承台共同作用；单桩荷载沉降曲线；桩间土变形 中图分类号：TU 473 文献标识码：ASimplified analytical method for pile-soil-cap interactionWANG Hao 1，2, ZHOU Jian 2, DENG Zhi-hui 3(1. Underground Space Design Institute, SMEDI, Shanghai 200092, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;3. Shanghai Civil-Defence Institute of Geotechnical Investigation , Shanghai 200232, China)Abstract: Based on the mechanism analysis, a new simplified analytical method for the pile-soil-cap interaction is proposed. According to the static loading test results, the single pile settlement at a given loading can be determined. Assuming the soil deformation between the cap and pile toe is equal to the single pile settlement, the cap shared loading can be determined conveniently at a given single pile loading. The foundation settlement is produced by the soil deformation between the cap and pile toe and by the soil compression caused by the loading of piles and cap below the pile toe. An example of the proposed method is presented; and the comparison with field measurements shows that the proposed method is satisfactory.Key words: pile foundation; pile-soil-cap interaction; single pile loading-settlement curve; soil deformation between cap and pile toe1 引 言软土地区的低承台桩基，考虑桩与承台下地基土共同承担外荷载的设计思想已为人们所普遍接受。
桩土共同作用应用于堆载地坪的研究
位移 。此相 对位 移 在 桩 顶 处 最 大 ， 并 随深 度 的 增 加
变化 而变 化 。 当桩 距 由 ３ ｄ变 到 ６ ｄ时 ， 桩 端 阻 力 明
显增 大 ， 但 当桩距 超 过 ６ ｄ以后 ， 桩 端 阻力 基 本 保 持
能够 保持 同 步 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２一ｌ １～１ ４ 作者简介 ： 徐 江（ １ ９ ８ ｌ 一） ， 男， 江苏 靖 江人 ， 工 程师 ， 从 事 结 构设 计 工 作 。
第 ３期
徐
江： 桩土共 同作用应用 于堆载地坪的研究
４ ５
一
陈 竹 昌（ １ ９ ９ ０年 ） 等 的研究 表 明 ， 当桩 端 刺入 量 与 桩身 压 缩 量 之 和 等 于桩 端 以 上 桩 间 土 的 压 缩 量 时， 承 台与 地基 土 才能保 持接 触 ， 即 发挥桩 与 土 的共
浙 江建 筑 ， 第３ ０卷 ， 第 ３期 ， ２ ０ １ ３年 ３月
Ｚ ｈ ￣ｉ ａ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｖｏ １ ． ３ ０，Ｎｏ ． ３，Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３
桩 土 共 同作 用 应 用 于堆 载 地 坪 的研 究
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ
测的结果进行分析 ， 得 出 了桩 承 载 力 超 过 承 载 力 特 征 值 后 桩 和 土 体共 同 发挥 作 用 的 结 论 ， 进 而 提 出 了 通 过 控 制 沉 降 变 形 合 理 利 用 桩 间 土 体 承 载 力 改 进 堆 载 地 坪 设 计 现 状 的建 议 。 关键词 ： 桩 土 共 同作 用 ； 桩； 堆 载 地 坪
桩土共同作用性状分析
表 １ 基本计算参数
材料类型 重度 ｙ 粘聚力 Ｃ 变形模量 泊松比 内摩擦 角
／ ｋ ／ ） ／ｐ （ Ｎ ｍ ｋ ａ 桩 黏土 ２ ５ １ ９ ５ ０ ／ ａ ＭＰ ２ ８×１ ‘ ． ０ １． ５ ２ ２ ０２ ． ０ ３ ．５ ２ ２ 妒 （） ／ 。
２ 建模和计算
本模型的建立是以赣州市新城区的土质作为参
承台和桩隔离分析 ， 假定上部荷载主要由桩来承担 ，
件下的桩基础承载性状进行 了分析研究。
１ 计算理论
目 ， 前 用于桩基础计算的方法有 ４ ］即荷 种¨ ， 载传递法、 弹性理论法、 有限单元 法和剪切位移法。 就其中一些较规则的高层或超高层建筑桩筏（ 或桩
箱） 基础而言 ， 在土层不复杂的情况下 ， 有限元法较
粉土
１ ． ９２
３ ５
１．４ ０ ３
０ ３ ．３
１ ． ９５
应力分布情况和重要性的不同调整网格的密度 ， 再 在计算机 中用有限元求解器进行计算。
２ ２３ 网格 划分 ．．
采用总应力法对单桩进行分析计算。将桩当作 线弹性材料， 土体则为弹塑性材料 （ 使用 Ｄｕｋｒ ｒｃｅ — Ｐａｅ 弹塑性模 型来模拟 土 的非线性 ） 桩体通 过 ｒ ｒ ｇ ， Ｓ ＬＤ４ Ｏ Ｉ ５单元 中的八结 点六 面体 单元进行网格划
参 考文 献 ：
［ ］ Ｔ Ｆ ０ ２０ ， １ ＪＧ － ０４ 公路沥青路面施工技术规范 ［ ］ ４ Ｓ
作者 简介 ： 李乃强（９ １一） 男， １７ ， 河北唐 山人 ， 工程 师，９ ６年 １９
约 ２０ｍ 的试验段 。主要用 以确定以下 内容 ： 确 ０ ① 定拌和机的上料速度、 拌和产量 、 拌和温度等操作工
钢筋混凝土桩与土的共同作用研究长期限于弹性范围
钢筋混凝土桩与土的共同作用研究长期限于弹性范围，即或考虑了桩侧土的非线性抗力表现，桩身依然为弹性（例如，弹性地基反力法），桩土接触界面基本上未专门研究。
事实上，桩身、桩土界面及桩侧土在较大变形下均呈现明显的非线性，由于现行规范对桩承受水平力有较严格的限制［!］，采用上述弹性分析可以基本满足工程要求，而深入的全过程分析由于其复杂性和计算手段的困难长期未有显著推进。
!大型工程及高重结构的不断涌现以及对建筑物可靠度估计要求的提高，研究桩在极限状态下抵抗水平力的性状就成为重要的问题。
"大直径桩的水平荷载现场试验加载的困难。
（!）原文的桩土共同作用全过程分析是以钢筋混凝土桩的极限弯矩作为桩受荷全过程的终点［"］，必须完全放弃线弹性地基反力法［#］（包括计算推力桩的综合刚度和双参数法）对桩身线弹性和土抗力模数格式的全部假定。
将承受水平荷载的桩土系统建立三维空间计算模型，利用有限元、无限元和界面单元耦合的数值计算技术，即钢筋混凝土桩体和桩周近域土体采用三维实体有限元模拟，原文的计算模型包括了三种材料（钢筋、混凝土和土体）和$种非线性本构关系（钢筋的理想弹塑性模型、混凝土的非线性损伤本构模型、土体本构模型和桩土接触面的非线性本构关系）融为一体的桩土耦合数值模型。
因此，原文的分析方法与线弹性地基反力法（包括计算推力桩的综合刚度和双参数法）的基本假定和出发点是截然不同的，前者是求解空间问题的数值解，后者是求梁理论问题的解析解。
两种方法对同一实例进行计算，其结果应该有差别。
（#）原文的实例分析中，计算的桩的刚度%弯矩全过程曲线包含了钢筋的理想弹塑性本构关系和混凝土的损伤本构关系，可以通过改变混凝土的损伤演化律及其参数来调整桩的刚度%弯矩全过程曲线的形状和规律。
用计算推力桩的综合刚度和双参数法反算得到，!&’(&&!"时综合刚度为"#’()$" #"・$!!"*#*（"*#*为没有桩周土体时桩本身的刚度），而原文得出的刚度小于桩未受弯的本身刚度"*#*，结果很明显，原文考虑了桩身混凝土受弯的非线性损伤，刚度应当减小，而双参数法计算的综合刚度却与桩未受水平荷载时的刚度相同，显然不合理。
桩土共同作用的探讨
桩土共同作用的探讨0 引言随着经济建设的高速发展，高层建筑越来越多，出现了许多深基坑工程，在对地基进行处理时，桩基础由于其自身在控制沉降和承载力方面的可靠性，而受到越来越多的重视，桩土共同作用的理论也有了长足的进步和发展，而桩土共同作用就是充分利用桩和地基土的承载力使两种力学性质完全不同的材料能够同时承担上部结构荷载，且变形控制在允许的范围之内。
本文从以下五个方面介绍了桩土共同作用的分析方法[1]。
1 弹性理论方法在进行理论计算时，任何学科的研究，都要略去影响很小的次要因素，抓住主要因素，在进行桩土共同研究作用的分析时，也是如此，弹性理论方法首先假设土体是连续的，均质的，各向同性的半无限弹性空间体，应力与应变的关系可用胡克定律来表示。
用弹性理论方法解决桩土共同作时，假设桩体被插入理想的土体中，土的弹性模量及泊松比不因为桩的存在而受影响，桩周粗糙，而桩底平滑，桩土之间保持弹性接触，桩与桩侧土的位移相等，忽略桩土的径向变形。
弹性理论方法的优点是考虑了实际土体的连续性，就此一点而言，可用于考虑群桩中桩与桩这间的相互影响的群桩分析[2]。
2 有限单元方法有限单元法也称有限元法，是以弹性理论为基础，用矩阵这一数学工具进行推演，用计算机程序作数值解算（如结构应力、变形、频率、振型等计算），是求解各领域数理方程的一种通用的近沂似计算方法[3]。
用有限单元方法对桩土共同作用进行分析时，可同时考虑影响桩性能的许多因素，如土的非线性、非均匀性、各向异性、土体的固结、蠕变等。
Ellison等是最早使用有限元方法分析桩土共同作用的单桩。
国内外的学者也先后提出用有限元法考虑诸多因数的分析方法[4]。
但由于实际工程的复杂性，并且计算参数相对较多，再者它又受到计算机内存和速度的限制，用有限单元方法直接在工程上的运用仍是困难的。
3 传递函数法Seed和Reese根据试验结果，提出了荷载传递法的理论分析方法。
此方法是将桩离散成许多小的单元，假设每个单元与一“弹簧”连接，用以表示该处桩与土的联系，“弹簧”的应力一应变关系反映土阻力与桩位移的关系，称之为传递函数。
桩土共同作用论文高层建筑基础设计论文
桩土共同作用论文高层建筑基础设计论文摘要：复合地基承载力特征值均大于380KPa，满足设计要求。
建筑物沉降观测最大沉降为20mm，沉降差为5mm。
桩土共同作用最初来源于“桩、承台分担比”实验。
其理论是：桩土共同作用是一个典型的非线性过程。
其过程简化为两个阶段：当荷载较小时，各桩桩顶的平均荷载小于单桩极限承载力时，承台底面土反力很小，荷载全部由桩承担；当荷载大于各桩极限承载力之和时，各桩极限承载力随荷载增加而略微上升，其余增加荷载几乎全部由土承担，也就是说，在这个阶段，承台下土体共同承担了上部荷载。
在加荷的最终阶段，桩土共同作用极限承载力不小于全部桩和承台下全部土极限承载力之和。
实际工程中设计桩基的原因不外乎两个，天然地基土承载力强度不够或者基础的沉降变形过大，即强度条件和变形条件。
按桩基设计方法即常规设计法未考虑桩间地基土承担荷载，仅由桩承担所有的上部结构荷载，完全建立在满足强度要求的基础上，其结果设计桩数偏多，基础造价比例高。
事实上通过有限元模拟分析，建立起竖向刚度较大的桩土混合地基所需要桩数并不多，桩数进一步增加对减少量大沉降以及差导沉降贡献很小，即按照目前强度控制的桩基设计方法，若考虑桩土共同作用及基础的整体性，实际基础安全系数远非设计所取的系数2.0或3.0。
如80年代后期在温州数十幢住宅基础设计中运用了减少沉降桩技术，即“疏桩基础”，取得了一些工程经验。
在节约成本同时也满足了安全性设计要求，证明了基础设计有很大的发展空间。
2 桩土共同工作设计理论与计算目前许多设计人员知道基础设计有“余地”，但在没有弄清桩土共同作用工作机理的情况下，用桩数打折、安全系数打折等方式任意降低强度条件，造成设计安全度降低，是不可取的。
事实上，强度条件和变形条件双控是结构设计中最基本的原则，但并不是所有考虑桩土共同作用的桩基础设计都是沉降条件控制的，在有些地基土强度较高、压缩性较低的场地上，当建筑物荷重较大时，也可能出现强度条件成为控制条件的情况。
桩基与土共同受力的设计理论在龙山闸的应用
第21卷第3期水利水电科技进展2001年6月作者简介:施景裕(1932—),男,浙江宁波人,工程师,从事水利工程设计工作.桩基与土共同受力的设计理论在龙山闸的应用施景裕,王 飞(宁波市水利水电规划设计研究院,浙江宁波 315000)摘要:在多年试验研究和观察成果的基础上,对摩擦型桩基提出了考虑承台土反力分担荷载的设计计算方法,用此方法对浙江省慈溪市龙山闸的桩基进行设计.结果表明:地基土可以承担上部荷载的16.7%,可节省桩材约35%,取得良好的经济效果.同时由于地基土承担了一部分上部荷载,使土与底板接触更加密实,防止土体脱空引起渗透.关键词:桩基;共同受力;荷载;水闸中图分类号:T U753.3 文献标识码:B 文章编号:1006Ο7647(2001)03Ο0054Ο02 在水闸桩基设计中,过去一直把上部荷载全部作用于桩基来设计,不仅增加了桩的工程量,而且易造成水闸桩基与底板脱空时引起的渗透.而实际情况是桩与地基土共同承担上部荷载(大部分作用于桩基,而小部分作用于地基),地基土承担的比例随桩距、桩长、承台宽度、桩的排列而变化,约为全体上部荷载的10%～20%,可通过计算求得.1 桩基竖向承载力设计值对于桩数大于3根的摩擦桩基,应考虑桩群、土、承台的相互作用效应.由于桩的受力主要分侧阻和端阻两个部分,故侧阻力极限值化为设计值时,必须乘以侧阻群桩效应系数ηs ,同时除以抗力分项系数y s (相当于过去的安全系数k );端阻力极限值化为设计值时,亦需乘以ηp /y p ;对于承台底土必须按地基土的物理力学特性,计算地基的q ck ,则地基土总受力为q ck A c ,化作单桩受力为q ck A c /n ,最后可求得平均每根桩的竖向承载力设计值为R =ηs Q sk /y s +ηp Q pk /y p +ηc Q ck /y c(1)Q ck =q ck A c /n(2)式中:ηs ,ηp ,ηc 分别为桩侧阻、桩端阻、承台底土阻力的群桩效应系数,可从文献[1]中查得;Q sk ,Q pk 分别为单桩极限侧阻力和极限端阻力标准值,此两值如无实测资料,可从文献[1]中查得;A c 为承台底地基土净面积(即扣去群桩后的面积);n 为桩数;q ck 为承台底深度为1/2宽度范围(≤5m )内地基土极限阻力标准值,关于q ck 的计算见文献[2].根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,其复合桩基的竖向承载力设计值为R =ηsp Q uk /y sp +ηc Q ck /y c(3)式中:ηsp 为桩侧阻、端阻综合群桩效应系数;Q uk 为单桩竖向极限承载力;y sp 为综合分项系数.当承台底面以下存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土或土体隆起时,可不考虑承台效应,即取ηc =0,ηc 值的计算如下:ηc =ηi c (A i c /A c )+ηe c (A ec /A c )(4)式中:A ic ,A e c 分别为承台内区、外区的净面积(见图1),A c =A i c +A e c ;ηi c ,ηe c 分别为承台内、外区土阻力群桩效应系数,取值见文献[1],当承台下存在高压缩性软土时,ηic 按B e /L ≤0.2取值(L 为桩的入土长度).图1 承台内区和外区面积示意图2 桩的布置及桩长、根数的确定在软土地基中打桩,要求把桩打入持力层中,一般可进入持力层中1.0m ,因此可根据地质资料中土的分层来确定桩的最小长度,根据这一长度就可大致确定桩的极限承载力,并确定查表所需的其他数・45・据,如承台宽B e 、土分类等.对于桩距S a 需事先假定,一般S a /d (桩径)必须大于3,故可先假定S a /d =3.根据已有的各种数据,可求出单桩承载力.则当承台为轴心受压时,桩数可由下式确定:n =(F +G )/R(5)式中:F 为承台顶面的竖向力设计值;G 为承台自重设计值.当承台为偏心受压时,则n =1.2(F +G )/R.桩数确定后,即可在闸墩下布桩.桩与桩的中心距S a ≥3d ,如S a <3d ,则表明桩过密,必须增加桩长,提高R 值,才能使S a >3d ,这需要多次验算,才能达到.如S a /d 与假设的不合,则需改变以往假定,重复以上计算,直至根据计算n 值求得的S a /d ,与假定值相符合,一般需试算两次,才能满足要求.3 桩基验算桩基竖向承载力验算可按文献[3]中的公式进行验算.桩基水平承载力验算和桩基沉降验算可按一般常规方法进行.4 工程实例以浙江省慈溪龙山闸为例,用上述方法计算其受力情况及桩土分担比例.桩基底板下第一层土为淤泥质粘土,厚1.3m ,极限侧阻T P 1=10kPa ,底板下第二层为粉质粘土,T P 2=32kPa ,设计桩径d =0.8m .周长u =2.51m .断面面积0.5026m 2,极限端阻δR =900kPa ,土的弹性模量E s =10MPa ,上部荷载=19429kN ,桩数n =25根.底板尺寸及桩基布置见图2.计算结果如下:a.当假定桩长为10m ,桩所承受的力为16182.4kN ,土所承受的力为3246.6kN ,土分担的比例为16.71%.图2 桩基布置(单位:m )b.边桩最大受力为720.0kN ,小于允许承载力(902.28kN ),属安全.c.地基土的最大压应力为12.58kPa ,小于地基土的允许承载力(25kPa ),属安全.d.与以往全部荷载由桩基承担进行比较:若全部由桩承担,则桩长为15.49m ,桩数25根;现在由桩和地基共同承担,桩长为10m ,桩数为25根;故目前桩材仅为过去的64.55%,即可节省桩材35.45%.5 结 语采用文献[1]中的计算方法计算慈溪龙山闸的桩基和地基土的受力,可以得出地基土承受总荷载的比例为16.7%,这与目前大量桩基试验资料———地基土承受总荷载的比例约在10%～20%之间的规律相符合,因而此法不仅在技术上较先进、合理,且在经济上能节约大量桩材,节省桩材30%～40%.此外,由于考虑了地基反力,使土与底板能紧密结合,因而能有效防止底板脱空引起的渗漏.本文曾得到石湘淼教授级高级工程师的帮助,特此致谢.参考文献:[1]史佩栋.实用桩基工程手册[Z].北京:中国建筑工业出版社,1999.[2]张世儒.水闸[M].北京:水利出版社,1980.[3]J G J94Ο94,建筑桩基技术规范[S].(收稿日期:1999Ο11Ο09 编辑:张志琴)(上接第45页)国水法》履行好水行政部门的职责.此外,应主动加强与地方航道管理部门的协调,在确保北江大堤安全的前提下,科学合理地实施航道整治工程措施.3.2 加大科学试验研究力度北江大堤的加固整治工作,经过1949年后几十年的探索积累,已总结出一套比较适合北江大堤的防治措施,取得了成效.但对险工险段的治理工作仍相对滞后.应加快险工险段防治的科学研究工作,针对地质、水文等具体条件,进行河工模型、数学模型等模拟工程试验,寻找最佳治理方案.3.3 提高工程自动监测水平尽快引进或培养高层次的专业人员,配备先进的观测设施,经过积极探索和实践,尽快建立起适用于北江大堤的现代化防汛信息系统及安全监测自动化系统,充分发挥安全监测的前期预警性.但要使这个预警起作用,仍需加大力度、加快对堤围险工险段的科学整治,并从预防治理这个角度制订积极的应对措施.(收稿日期:2001Ο01Ο20 编辑:熊文斌)・55・。
关于桩土共同作用的桩筏基础应用之我见
关于桩土共同作用的桩筏基础应用之我见关于桩土共同作用的桩筏基础应用之我见摘要：桩筏基础设计中，通常只考虑桩承担上部荷载，而不考虑承台底土体的承载作用。
在复合桩基理论基础上提出考虑桩与土体共同作用的计算方法，能充分发挥桩间土体的承载力，减少桩数，在复杂地质条件下使用，经济效益显著。
关键词：复杂地质；桩土共同作用；基础选型；基础设计前言在基础设计的工程实践中，特别是复杂地质条件下，经常会由于场地下覆岩（土）层存在大量溶洞（土洞），或者岩层起伏大，局部岩层较浅，造成桩长设计短、承载力不足等问题，而考虑设计为筏基时，表层土不能满足设计要求，或者能满足设计要求，但沉降过大，在工程实践中往往设计为桩筏基础，且需考虑桩土共同承载，本文结合工程实例，分析其设计方法及设计中应注意的问题，以供类似工程参考。
1 工程概况惠州H县某滨海小区住宅楼，采用16层剪力墙结构，场地上覆地层有冲积层的中粗砂、砾砂、粉质粘土，覆盖层厚度为26.50～32.10m，深部为微风化白云岩，地基承载力高，该场区灰岩中存在较多的溶洞，各地基土层的物理力学性质见表1。
2 基础设计方案选用2.1常规桩基础考虑设计为常规p3 考虑桩土共同作用的桩筏基础设计考虑桩土共同作用的基础，荷载不仅通过桩周土传递摩擦力，基础中的筏板也承担一定的荷载，但桩土荷载分担比受诸多因素的影响，不容易准确计算，现行设计规范中也仅有《建筑桩基技术规范》对复合桩基的承台效应给予了公式定量计算：R=Ra+ηcfakAc，因此根据地基情况选取合适的桩土分担比，是考虑桩土共同作用设计法最重要的前提。
此外桩基疏布时，桩间土参与承载，并以桩间土的压缩占主导，沉降计算不能按传统桩基的等代深基础法设计，必须选用能考虑桩土共同作用的方法。
3.1桩数的确定3.2桩土荷载分担比的复核4 结论在地质条件复杂特别是岩层深部溶（土）洞发育时，设计时有意识避免桩端落到岩层而利用桩间土承载，可以降低断桩率、减少对下卧溶（土）洞的影响，同时亦可充分利用桩间土，采用桩数仅为常规桩基的30%，取得了较好的经济效益。
试议“桩土共同作用”问题
试议“桩土共同作用”问题
龚昌基
【期刊名称】《福建建筑》
【年(卷),期】1997(000)0S1
【摘要】本文讨论桩土共同作用的应用条件，指出合理利用承台底土抗力，必须以考虑建筑物的沉降协调为前提。
【总页数】1页(P104-104)
【作者】龚昌基
【作者单位】福建省建筑设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.1
【相关文献】
1.试议桩土共同作用问题 [J], 宋春生
2.试议我国建设工程项目管理存在的问题及对策 [J], 闫富杰
3.试议我国建设工程项目管理存在问题及对策 [J], 房洪
4.试议麻醉科医患沟通中的问题及其改善 [J], 李希琳;苗琳;张钰崎;王毓倩
5.试议HL公司存货管理问题研究及解决办法 [J], 朱诗洁
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桩土共同作用桩基的计算及应用
加， 增长速率没有突变。医技楼装修工程基本结束时， 平 均 沉 降 量 为 %-6% $$； .个月后，平均沉降仅增加% 沉降差 -6+ $$， 最大沉降仅 *(6, $$。说明该楼沉 $$， 降已基本稳定， 且各点沉降基本均匀。 常规嵌岩桩与按本桩土共同作用设计计算方法所 得两种桩基经济性比较见表% 。 从表% 可见， 按此方法考
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常规嵌岩桩 桩土共同作用桩基
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在沿海地区建筑工程的桩基础设计中， 通常只考 虑由桩来承担上部荷载， 而不考虑承台底土体的地基 承载力。若能考虑桩与土体共同作用， 充分发挥地基 土体天然地基承载力， 既可缩短桩长， 也可减少桩数， 具有良好的经济效益。
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桩土共同作用经验汇总
桩土共同作用经验汇总桩土共同作用对于新手来说一直是个难题，本人结合3年做桩土分析的经验，将桩土分析中遇到的问题做个总结：主要思想是在计算土体自重时将桩杀死，然后约束土体中桩孔的横向自由度，建立step1，通过静力分析步计算土体的自重应力，然后将土体的自重应力编辑后，通过initial conditions，type=stress，input=自重应力文件（可以是txt或是inp文件）导入到原模型中，然后添加step2分析步，在step2分析步中，激活桩，同时建立接触，施加桩的自重及其他荷载，即可完成桩土的共同作用分析。
具体操作过程如下：1.首先建立模型1，如model1，在该模型里建立桩和土的几何模型，并赋予材料属性，将所有的桩设置为一个集合，并命名（如z1），建立step1，使用静力分析步，注意，在edit keyword中在step1定义的后面添加两行语句，第一行为*model change，remove，第二行为z1（即前面定义的桩的集合），然后在荷载里定义土体的重力加速度，约束土体的位移，同时约束土体中桩孔的横向位移（如，z为重力加速度方向，则约束x和y的自由度），计算分析，得到土体的自重应力，编辑自重应力文件，命名为XXX.txt。
2.进入到模型1中，将模型1另存为模型2，此时，模型2和模型1是相同的，在模型2中，添加step2，编辑edit keyword，在边界条件定义前，添加*initial conditions，type=stress，input=XXX.txt，然后在step2定义后面添加两行语句，第一行为*model change，add第二行为z1（桩的集合名），然后在step2中建立桩和土的接触，施加桩的自重，然后在step中杀死土体中桩孔的横向自由度（对应step1中桩孔的横向自由度约束），后面的荷载可以在step2中施加，也可以建立新的step施加。
3.补充：建立接触的分析步（本例中为step2，初始步要设置的小的，本人一般设置为0.01，这样有利于接触的顺利建立）；当模型较大时，地应力文件的编辑工作量很大，本人找朋友编了个小程序，可以将地应力文件自动生成abaqus要求的格式，该程序将在附件中给出。
桩基础技术在建筑工程中的应用
桩基础技术在建筑工程中的应用桩基础是建筑工程中常用的一种基础技术，它主要通过桩木或混凝土桩将工程的荷载传递到较深的地层，以增加基础的稳定性。
下面将介绍桩基础技术在建筑工程中的应用。
桩基础技术的应用范围广泛。
在建筑工程中，桩基础常用于以下情况：一是地基承载力不足。
当地基土壤的承载力不足以承受建筑物的荷载时，可以通过桩基础来增加地基的承载能力。
二是地基土层不稳定。
有些地区的土层不够稳定，可能会发生沉降或滑动等现象，此时可以通过桩基础来稳定土层。
三是要求减少地基沉降。
某些建筑物对地基沉降的要求较高，需要通过桩基础来减小地基沉降的幅度。
四是抗震要求。
在地震频发的地区，为了增加建筑物的抗震能力，通常会采用桩基础技术。
桩基础技术的施工过程相对复杂。
首先需要根据设计要求确定桩的数量、深度和直径，并选择适用的桩型。
需要进行桩基础的试验、检测和测量等工作，以确保桩基础施工的质量。
然后，进行桩基础的施工，这个过程包括钻孔、打桩和灌浆等步骤。
需要进行桩基础的检验和验收，以确保桩基础的安全可靠。
桩基础技术的优点显著。
桩基础能够解决地基承载力不足的问题，提高地基的稳定性。
桩基础能够减少地基沉降的幅度，保证建筑物的稳定性和使用寿命。
桩基础可以提高建筑物的抗震能力，增加建筑物的安全性。
桩基础还能够稳定地下水位，避免地下水的渗透和涌出对建筑物的影响。
桩基础技术在建筑工程中的应用也存在一些问题。
桩基础施工周期较长，工期相对较长。
桩基础的成本相对较高，需要较多的人力和物力资源。
桩基础施工对环境的影响较大，容易产生噪音、振动等。
对于特殊的地质条件，桩基础的适用性有所限制。
桩基础技术是建筑工程中常用的一种基础技术，它能够解决地基承载力不足、地基不稳定、地基沉降过大等问题，提高建筑物的稳定性和安全性。
随着建筑工程的不断发展和创新，桩基础技术在实践中也会不断完善和提高，为建筑工程的可持续发展提供支持。
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１ 引 言
随着经 济技 术 的 发 展 ， 应 用 在 土建 设 计 施 工
２ 工 程概 况 和 场 地 地 质 情 况
太仓市 第一 人 民医 院 主 体建 筑 由住 院楼 （ 高
层） 、 行政楼 （ 多层 ） 及 门 急诊 医技楼 （ 多层 ） 组成 ，
中 的新 技术 新材 料 越 来 越 多 ， 而 在 桩 基 础 的设 计 方面 ， 多数 仍采 用一 般 的设 计 方法 ， 即上部 的建筑
摘
要 太仓 市第一人 民 医院行 政楼 ， 采 用桩 土共 同作 用 的基 础 形 式。通 常情 况 下 ， 上部 荷载 完全 由桩
承担 ， 不考虑 地基 土 的承载 力 。而该楼 选 用较 短 的桩 长 ， 较 大的桩 距 ， 产生 一定 的沉 降 ， 使 基础 底板 与地
基 土充 分接 触 ， 利 用地基 土 体 的承栽 力 ， 形 成桩 土共 同作 用 的基础 形 式。通 过 沉 降观 测 ， 以及 与 常规 桩 基 的 比较 ， 表 明采 用桩 土共 同作 用 的基础 ， 沉 降较 小且分 布 均 匀 ， 能 满足 规 范及使 用要 求。
第３ １卷第 ３期
２ ０ １ ５年 ６月
结
构
工
Байду номын сангаас
程
师
Ｖｏ １ ． ３ １ ．Ｎｏ ． ３
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ５
桩 土 共 同作 用在 太仓 市 第 一 人 民 医院 中的 应 用
梅 晔
（ 华东建筑设计研究 院有 限公 司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ０ ２ ）
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荷载全 部 由 桩基 承 担 ， 不 考 虑 土 的 承 载力 。然 而
地基 土 的承载 力 是 实 际存 在 的 ， 特 别 是 带 有 地 下
室地 基土 的 承载 力较 大 ， 如 不考 虑 地 基 土 的承 载
见图 １ 。因为住院楼为高层框架剪力墙结构 ， 荷载 较大 ， 受力 体系复杂 ， 所 以基础仍 按 常规设 计 ， 本 文 不再 累述 。行政 楼 及 门急诊 医技楼 均 为 地下 一 层
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关键 词 桩 土共 同作 用 ，桩基 工程 ，沉降观 测
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