减少沉降量桩基设计

软土地区天然地基承载力较低,建筑物沉降较大.利用桩土互相作用理论将桩基础的沉降分为两部分:一部分为承台分担的荷载引起的地基沉降;一部分为桩群分担的荷载引起的地基沉降.减少沉降量桩基是相对于以上部结构荷载确定桩数和桩长的常规桩基础设计方法而出现的一种新的设计计算模式和桩基础处理方法,其充分利用和发挥了桩对控制基础沉降的能力,大大降低了基础的工程造价.     

海上风电机组高承台群桩基础整体协同作用下极限承载特性分析

高承台群桩基础是我国首次提出并获得广泛应用的新型海上风电机组基础结构型式。建立了高承台群桩基础数值模型,通过t-z、q-z和p-y曲线模拟桩土相互作用,以承台转角θ与力矩M关系曲线代表基础整体承载状态,采用基桩现场抗拔承载力测试数据对数值模型进行了验证。并基于上海东海大桥海上风电场示范工程风电机组基础结构,对不同加载方式、压拔承载力比值的基础进行了极限承载性能数值模拟,分析了基础的荷载传递、分配和整体协同作用,揭示了群桩中基桩极限承载性能与群桩基础整体极限承载性能的关系,提出了海上风电机组高桩混凝土承台群桩基础承载力控制标准的建议。     

水工建筑物中井桩承台设计的探讨

1前言井桩承台是上部建筑物与下部井桩基础之间的传力结构。用以连接拉顶将外荷传给桩群，并可校正桩群施工位置与设计位置间的偏差；有时还可以组成建筑物的一部分，代替建筑物的底板。承．台的尺寸主要决定于上部结构形式及下部并桩布置的需要。井桩承台受力情况比较复杂，目前还没有较成熟的计算方法，对其构造要求按现有的设计经验，公路规范与工民建规范根据各自部门的特点，作出了不同的规定。公路桥涵地基与基础设计规范的要求如下：1）承台的厚度不宜小于1．5m，砼标号不低于150号；2）承台在拉身检顶端平面内须设一层钢筋网，在每1…     

复合地基中桩基础的试验与计算理论研究

本文通过模型试验和有限元数值计算，对软土地基中桩基础和碎石桩复合地基中桩基础的作用特性进行了研究，结果表明:用碎石桩复合地基的方法可以有效地改善桩、土、承台体系的共同作用，提高桩基础的整体承载力。并提出了基于极限状态的桩基础加固的计算机设计方法，可应用于工程实践。     

软土地基水闸底板有限元分析的桩基模拟方法

传统分析方法中,采用等参单元模拟软土地基群桩基础的方法既不经济且夸大桩的刚度,为能对桩基进行合理高效地模拟,本文提出了一种考虑桩、土及底板相互作用的内置桩单元法。采用梁单元位移模式,根据桩单元节点在土或底板等参单元中的局部坐标,建立桩单元包含转角的节点位移与土或底板节点位移之间的关系,进一步代入到有限元整体控制方程中求解。结果表明,通过本文建立的位移转换模式,可以利用梁单元对考虑复杂的桩、土和上部结构相互作用情况的桩基进行模拟,在保证精度的同时简化了建模步骤,降低了对网格密度的要求。研究表明,采用本方法可以验证软土地基上水闸底板受力分析时桩基础用梁单元位移模式模拟的合理性和有效性,为软土地基上桩基的快速分析计算提供了一种新方法。     

复合地其中桩基础的试验与计算理论研究

本文通过模型试验和有限元数值计算，对软土地其中桩基础和碎石桩复合地其中桩基础的作用特性进行了研究，结果表明：用碎石桩复合地基的方法可以有效地改善桩、土，承台体系的共同作用，提高桩基础的整体承载力。并提出了基于极限状态的桩基础加固的计算机及设计方法，可应用于工程实际。     

软土地基水闸底板有限元分析的桩基模拟方法

传统分析方法中,采用等参单元模拟软土地基群桩基础的方法既不经济且夸大桩的刚度,为能对桩基进行合理高效地模拟,本文提出了一种考虑桩、土及底板相互作用的内置桩单元法。采用梁单元位移模式,根据桩单元节点在土或底板等参单元中的局部坐标,建立桩单元包含转角的节点位移与土或底板节点位移之间的关系,进一步代入到有限元整体控制方程中求解。结果表明,通过本文建立的位移转换模式,可以利用梁单元对考虑复杂的桩、土和上部结构相互作用情况的桩基进行模拟,在保证精度的同时简化了建模步骤,降低了对网格密度的要求。研究表明,采用本方法可以验证软土地基上水闸底板受力分析时桩基础用梁单元位移模式模拟的合理性和有效性,为软土地基上桩基的快速分析计算提供了一种新方法。     

基于Opensees的桩土动力p-y曲线模型研究

桩土动力p-y曲线法在岩土工程中已得到广泛应用。通过Opensees软件中内嵌的Pysimple1材料模型,利用p-y单元建立了土-单桩-承台相互作用简化模型。分析在砂土和黏土p-y单元中的桩身和桩头承台动力响应特点,同时对不同自由场土体长度下桩身和桩头承台动力响应进行了分析。结果表明,砂土p-y单元的桩头承台加速度峰值大于黏土单元,位移峰值小于黏土单元,桩身的剪力、弯矩都比黏土要大。自由场土体长度越短,承台的位移和加速度就越大,当自由场土体长度达到300 m时基本满足计算精度要求。     

考虑土体小应变特性的桩基动刚度拟静力计算方法

上部结构受力验算需要用到下部基础刚度作为弹性边界条件,而桩基的刚度又受到土体刚度非线性的影响。本文采用拟静力方法计算桩、土和承台共同作用下的整体三向动力刚度,并引入土体小应变刚度的简化分析模型考虑土体刚度非线性对桩基刚度的影响。通过桩土相互作用模型中"受力变形平衡-土体刚度与应变协调-受力变形平衡"的循环计算,实现对土体在小应变水平下刚度非线性弱化特性的模拟,最终达到模型力学平衡与土体刚度水平的协调,从而得到桩基的拟静力刚度。在有限差分软件中实现上述算法,并对某工程柱下单桩和群桩基础整体三向刚度进行了大规模的计算应用。研究表明,采用本文提出的考虑土体与应变特牲的桩基动刚度拟静方法所得到的结果可为上部结构受力分析提供合理的计算参数。     

水利工程中桥梁承台的施工技术方法

在水利工程中,承台主要应用于跨度较大的桥梁工程,它是连接桩基础和下部结构(墩台)的关键部位。桩基础多采用钻孔灌注桩群桩型式,在桩顶部位浇筑承台,然后于承台之上浇筑轻型墩台或圆柱式排架墩台。近几年通过对水利工程中桥梁承台的施工技术管理,总结出一套成熟的切实可行的桥梁承台的施工方法,以供以后参考使用。     

海上风机三桩基础与上部结构动力响应分析

基于ANSYS有限元平台,建立了海上风机三桩基础与上部结构一体的三维模型;采用Block Lanzcos法进行模态分析,得到风机结构的各阶模态振型,确定了结构的振动特性;并结合模态分析结果,考虑周期性波浪荷载的作用,对结构模型进行了瞬态动力分析。结果表明:海上风机三桩基础与上部结构模态振型较容易表现为弯曲形式,结构的抗弯性能要求较高。在波浪荷载作用下各关键部位的位移与应力时程曲线随时间的变化规律都表现为周期性波动,但又存在差异。对于位移时程曲线,离基础越远的部位,其位移幅值越大,波动非线性特性也越明显;对于应力时程曲线,应力幅值主要位于立柱顶端,即立柱与塔筒连接部位。波浪荷载对结构的受力和变形影响较大,不容忽视。     

围堤填筑对深厚软土地基既有群桩基础的影响研究

以某围堤穿越深厚软土区大桥群桩基础为工程实例,采用三维有限元数值计算手段,分析工程实施过程中附加荷载施加对既有桩基工作环境影响。研究结果表明①大面积堆载对桩基产生不利影响,并显著受控于桩-土摩擦系数,鉴于工程中取值较困难,通过对比数值计算桩周负摩擦力与原位试验地基土侧摩阻力标准值,确定本工程桩-土摩擦系数在0.2～0.3;②填筑会对邻近桩基产生负摩擦力,进而增加基桩轴力,但不引起桩身破坏;③对称而均匀的填筑可最大程度降低桩基不均匀沉降及附加荷载向地基深部水平向的扩散,基桩弯矩影响可控;④群桩中各基桩空间分布不同,附加荷载引起同一承台下基桩-土变形协调存在差异,对桥桩安全监测应具有针对性。该研究成果可有效克服规范法的一些局限,对于指导实际工程方案的制定以及工程施工过程中合理布置监测措施有一定参考价值。     

自升式钻井平台桩靴基础结构设计分析

针对某船厂升降试验场地淤泥质土层较厚,钻井平台升降试验时桩靴入泥过深不易拔出情况,提出用灌注桩基承台作为升降试验的基础结构,并通过有限差分软件建立桩-土-承台相互作用模型,进行承载能力状态下预压工况和组合荷载工况的数值模拟。结果表明:灌注桩承台基础可以满足承载力和沉降要求;承台下L/3(L为桩长)范围土体侧摩阻力最多达到0.5倍极限侧摩阻力,桩端上部2L/3范围内侧摩阻力在0.5～1倍极限侧摩阻力之间;在沉降达到5%D(D为桩径)之前,承台可承担10%～20%的荷载。     

泵站单桩基础水平承载特性数值模拟分析

岸边引水式泵站厂房受较大扬压力作用,同时承受较高的水平向荷载,且偏心距较大,即使增加泵站偏心重量,抗滑稳定安全系数和泵站基底大小应力也难以满足规范要求。而通过解析法研究单桩基础竖向荷载及水平荷载又比较困难,所以采用有限元数值分析,并考虑桩径、桩长、地基土弹性模量等因素的变化,对桩基弯矩与位移的影响进行分析。研究得出:约束桩顶、增加桩径、提高地基土弹性模量,对桩基抵制水平荷载贡献较大;而增加桩长、提高桩基混凝土弹性模量,对桩基抵抗水平荷载效果不明显。通过采用约束桩顶、增加桩径、提高地基土弹性模量等措施,泵站抗滑稳定安全系数及基底应力满足规范要求。     

湛江组结构性黏土中桩基竖向承载性状模型试验

利用原位模型试验研究湛江组结构性黏土中桩基在竖向荷载作用下的承载性状。选取材质和桩径相同、入土深度不同的6组模型桩,采用慢速维持荷载法,在湛江组结构性黏土中进行单桩原位竖向承载模型试验,得到了单桩荷载-沉降曲线、单桩轴力沿桩身分布曲线、单桩侧摩阻力沿入土深度分布曲线。结果表明:在竖向荷载作用下,湛江组结构性黏土中模型单桩荷载-沉降曲线均存在显著陡降,极限状态拐点明显,竖向极限承载力随着长径比的增加而增大;在相同荷载作用下,随着长径比的增加,桩顶沉降逐渐减小且减小趋势逐渐变缓,在较大荷载作用下超长桩荷载-沉降曲线中桩顶沉降的减小速率几乎为零,存在有效桩长;在同级桩顶荷载作用下,单桩桩端阻力占总桩顶荷载的比例随着长径比的增加而逐渐变小,由最大29.8%减小为0.8%;不同入土深度的单桩在极限荷载作用下的桩侧极限摩阻力变化不大,均稳定在40 k Pa左右。     

某桩基承台挡墙系统安全性有限元分析与研究

建立大堤和桩基承台挡墙系统的有限元模型,并对其进行线弹性和非线性有限元的应力变形分析,以及桩基承台挡墙系统的稳定性进行分析。结果表明:桩基挡墙系统满足强度要求,但桩顶1.0cm的位移控制要求不能满足;根据结构达到极限平衡状态时的抗剪强度改变倍数确定系统稳定安全度在1.6-1.7之间,表明该工程桩基承台挡墙系统不会发生失稳破坏。研究结果对类似工程有借鉴意义。     

强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基处理效果

为研究强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基进行地基处理的效果,在对工程背景和地质情况分析的基础上,分析了强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基的加固机理,并利用ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ有限元软件建立简化的三维模型,对地基处理后不同荷载作用下仓储场地地坪结构层的沉降和差异沉降情况进行了计算。结果表明:强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基较单一桩型复合地基处理效果明显提高;采用强夯碎石桩联合ＣＦＧ桩复合地基对软弱土层进行处理能够较好的满足单位距离差异沉降小于１ｍｍ／ｍ的工程要求;地基处理后的最大沉降和最大差异沉降与上部荷载的线性关系表达式可用于预测地基处理后的不同荷载作用下地坪结构层的沉降和差异沉降情况。     

桩侧负摩阻土层对桩基静载试验结果的影响

通过分析工程实例 ,提出负摩阻土层的存在使桩基静载试验的结果失真 ,盲目相信试桩结果将导致桩基工程事故的发生 ,同时提出当桩侧存在负摩阻土层时 ,桩基静载试验结果的分析方法     

大尺度坑中坑对基坑稳定性的影响分析

为了分析坑中坑对基坑稳定性的影响,以工程实例为依托建立了数值模型,分析了坑中坑开挖深度、坡度、平台宽度对支护桩顶位移的影响。分析结果显示:随着开挖深度及坡度的增加及平台宽度的减小,支护桩顶位移呈增大趋势;在不同的平台宽度及开挖坡度下,坑中坑开挖存在临界深度,在确定了开挖深度后又存在临界平台宽度;随着面积比的增大,支护桩顶位移逐渐减小,面积比达一定数值时,支护桩顶位移不再减小,即只要预留足够的平台宽度,坑中坑对基坑稳定性几乎无影响。分析成果可为坑中坑的稳定性设计提供参考。     

一种创新的码头结构新型式——整体箱板式高桩码头结构设计与施工技术

阐述了传统高桩码头结构在耐久性、整体性方面存在的主要问题,针对问题提出了几个新的设计理念,并据此设计了一个创新的码头结构方案.其要点是上部结构采用双向预应力整体箱板结构,桩基采用全直桩基础.上部结构沿码头纵向分段拼装,按短线匹配法箱梁预制施工技术进行设计,在纵向分段预制时形成横向无粘结预应力构件,预制的纵向分段在桩基上安装后,在预留的孔洞及管道中进行预应力张拉,形成纵向粘结预应力.在整体箱板与桩基连接处,采用三向预应力纤维混凝土.施工完成后,一个标准段码头的上部结构形成一个整体箱板.文中通过2个案例,从设计、施工、工程量及经济指标等方面论证了本方案的优越性及其推广应用价值.