长短桩组合桩基础设计思想及工作性状的有限元分析

针对土层中存在上下两层或多层可供利用的桩端持力层,且建筑物对沉降要求较高的情况,基于减沉桩原理,根据长桩控制变形、短桩提供承载力的基本思路提出了长短桩组合桩基础设计思想.采用简化模型对全短桩、全长桩及长短桩组合桩基础在竖向荷载作用下的工作性状进行了三维有限元分析.分析结果表明长短桩组合桩基础不仅可以大量减少长桩用量,而且可有效地控制基础整体沉降和差异沉降,显示了其良好的应用前景.     

长短桩组合桩基础设计思想及其变形特性分析

针对土层中存在上下两层或多层可供利用的桩端持力层,且建筑物对沉降要求较高的情况,基于减沉桩原理,根据长桩控制变形、短桩提供承载力的基本思路提出长短桩组合桩基础设计思想。采用简化模型对全短桩、全长桩及长短桩组合桩基础在竖向荷载作用下的变形特性进行三维有限元分析。分析结果表明长短桩组合桩基础不仅可以大量减少长桩用量,而且可有效地控制基础整体沉降和差异沉降,显示其良好的应用前景。     

长短桩组合桩基础的弹塑性分析

长短桩组合桩基础是一种新型基础形式,通过考虑桩土接触非线性对进行长短桩组合桩基础弹塑性分析,研究在组合荷载作用下的长短桩承载能力,揭示长短桩联合工作机理,对今后此新型结构设计提供理论支持。     

长短桩组合桩基础模型试验及承载性能分析

长短桩组合桩基础作为一种新型的桩基形式,对其承载性状、工作机理的研究很有必要。本文在室内模型试验的基础上,对长短桩组合桩基础的荷载与沉降的关系、桩身侧摩阻力分布、桩身内力以及长短桩组合桩基础中长桩和短桩承载性状发挥状况等问题进行了分析,得到了一些规律性的、有价值的结论。     

长短桩群桩受力分析的有限元模拟计算

针对土层中存在上下两层或多层可供利用的桩端持力层,且建筑物对沉降要求较高的情况,根据长桩控制变形、短桩提供承载力的基本思路,提出长短桩组合桩基础设计思想。结合某一实际工程桩基设计,采用长短桩组合桩基础方案进行了有限元分析。计算结果表明承台、桩、土的沉降量以及应力均在容许的范围之内,符合工程实践经验,证明了采用的有限元数值模拟设计长短桩群桩的可行性。     

长短桩组合柱基础工作性状及工程设计问题研究

长短桩组合桩是近年来出现的基础形式,在国内外的桩筏基础研究领域还没有较为科学系统的研究以及相关的研究成果。而长短桩组合桩基础的的沉降控制原理不仅充分考虑到长桩控制的能力,还综合考虑浅层持力层的承载力,有效减少了长桩的使用数量,在一定程度上节约了成本。本文针对长短桩组合桩基础的工作形状以及工程设计方面进行分析分析研究,为其安全推广和发展提供依据。     

某高层建筑基础的减沉补强

利用长短桩组合基础对某高层建筑进行减沉补强,本文对补强基桩的选型、长短桩基础的计算进行分析,并提出自己的见解。     

长短桩复合地基检测与数据分析

现场检测结果表明长短桩组合桩基础可有效地控制基础整体沉降和差异沉降,证实了长短桩复合地基应用的可靠性。     

长短桩组合桩基宏细观工作性状研究

利用基于数字图像的变形测量系统,结合室内模型试验,研究了长短桩组合桩基的荷载沉降特性、土体变形渐进发展规律;建立了长短桩组合桩基的颗粒流数值分析模型,对桩周土体细观结构变化情况进行了分析。研究结果表明:承台下土体在加载初期即有相当量的荷载分担,长桩的侧摩阻力在加载后期基本保持不变,而短桩的侧摩阻力仍有一定的增长,长桩和短桩的承载力有一定程度的削弱,尤以短桩削弱较多;长短桩组合桩基中土体竖向位移的影响区域扩展到长桩桩端附近,基础剪切滑动面位于承台边缘及桩端以下局部范围土体中;短桩桩端土体竖向应力较早达到极限,而长桩桩端土体竖向应力在加载后期超过短桩,长桩和短桩桩端土体竖向应力与孔隙率变化规律具有良好的一致性。研究结果为长短桩组合桩基础设计及其工程应用提供理论依据。     

长短桩桩基础与其它类型基础的比较分析

采用三维弹塑性有限元方法对全短桩、全长桩、长短桩复合地基和长短桩桩基础进行了比较分析。筏板分析采用弹性薄板理论,土体采用莫尔-库仑弹性-理想塑性模型,桩体采用线弹性模型,桩土之间接触面采用非线性弹簧模拟。针对不同基础类型,从沉降性状和桩顶荷载大小以及长短桩的桩身轴力分布规律方面进行了比较分析。得出长短桩桩基础的平均沉降小于全短桩基础和长短桩复合地基,但仍大于全长桩基础。长短桩桩基础中长桩的中性点位置比长短桩复合地基的要深一些,受到的负摩阻力稍大些。长短桩桩基础中短桩作用发挥要比长短桩复合地基的短桩充分,而且其长桩的最大桩身轴力相比也小。     

长短桩组合路堤桩荷载分担规律离心模型试验与数值模拟

采用离心模型试验和三维有限元法,探讨路堤荷载下长短桩组合路堤桩的荷载分担规律。共进行4组离心模型试验,得到不同桩长比时长桩和短桩的桩土应力比随分级加载过程的变化曲线,以及相应的长桩和短桩桩身轴力的传递规律。基于离心模型试验的基本参数建立三维有限元模型,采用Gibson地基模拟离心场中软土地基强度沿深度方向逐渐增大的特性。计算结果与离心模型测试结果的对比验证模型建立的合理性;并且进一步研究长短桩组合路堤桩应用于存在持力层时的层状地基中的桩土荷载分担规律。研究结果表明:随着荷载的增加,长桩分担的荷载逐渐增大,而短桩和桩间土分担的荷载逐渐减小,且都趋于稳定值;桩长比越大,长桩分担的荷载越大;存在持力层时的层状地基更有利于长短桩组合路堤桩加固效果的发挥。     

长短刚性桩复合地基桩、土承载性状与厚径比相关关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到了在等厚径比条件下,长短刚性桩复合地基长桩、短桩、桩间土的承载力发挥系数,得到了长桩、短桩、桩间土承载性状与厚径比的相关关系,长短刚性桩复合地基采用等厚径比,使长桩、短桩和桩间土承载力都得到充分发挥是很困难的,且短桩承载力发挥较长桩更为充分。在等厚径比试验结果基础上,对长短刚性桩复合地基变厚径比设计进行了研究探讨,认为长短刚性桩复合地基宜采用变厚径比设计,降低长桩厚径比、提高短桩厚径比,让长桩厚径比小于短桩。变厚径比设计可采用等褥垫厚度变桩径（长桩桩径取大值）或等桩径变褥垫厚度（长桩选用较薄褥垫）来实现。     

黄土地区长短组合桩的承载力及变形特性试验研究

黄土地区新型桩基问题研究匮乏,为了在黄土地区引入并推广长短组合桩基础,需深入研究该桩基的承载性状。研制了室内模型试验装置,在单桩、4根组合桩及8根组合桩工况下通过伺服加载系统对试验装置进行了加载,全面地分析了桩身承载力和变形特性。结果表明:桩身轴力和侧摩阻力的发挥具有异步性,长桩的破坏形式为刺入型破坏,但短桩不是很明显;在4根桩组合试验工况中,桩身承载力极限值与单桩略相等,桩侧摩阻力最大值出现的位置与单桩相比有所不同,长桩分担的荷载比例比短桩高;在8根桩组合试验工况中,在每级荷载作用下角桩的桩身荷载均比边桩、中心桩都大,与单桩承载力相比,其长桩(角桩、边桩)和短桩(中心桩)的桩身承载力及桩侧摩阻力均有显著的提高,角桩的桩顶荷载分担比略高于边桩。     

黄土塬地区大直径长桩承载性状与优化设计研究

 黄土塬地区桩基问题研究匮乏,依托陇东首栋超高层建筑,在试验桩身上布置混凝土应变计、钢筋应力计,承台底板下和桩端布置土压力盒,对原地基土、单桩基础和单桩承台基础分别进行现场原位载荷试验;利用ANSYS有限元软件对全短桩基、全长桩基及长短桩组合桩基在竖向荷载作用下的筏板沉降变形、地基土应力场与沉降变化进行分析。结果发现：(1) 黄土塬场地地基土夹层交互分布、湿陷性不连续,存在由非湿陷性黄土变成湿陷性黄土的可能,桩周土层对桩基内力传递与分布影响显著,桩身出现多个中性点,湿陷性土层下限深度确定更加复杂;(2) 各级荷载作用下,桩基Q-S曲线呈缓变型发展,表现为典型的摩擦型桩,桩身内力发挥具有异步性;试验加载至8 000 kN时,桩顶最大沉降为8.15 mm,单桩和单桩承台端阻力分别仅占桩顶荷载的4.8%和2.1%;(3) 单桩承台基础中承台底部实测反力呈倒“盆”形分布、边缘应力较大,桩–土–承台体系的承载性能优于单桩基础;桩基础设计时,可结合经验以承载力和最大允许变形量进行控制,提高桩身线刚度抵抗自身压缩变形,减小桩基上部沉降;(4) 长短桩组合桩基础充分利用与发挥了长桩控制沉降的作用与地基土浅层承载的能力,减少了长桩数量,节省了桩基造价,值得进一步深入研究。     

长短桩复合地基应力及沉降规律数值分析

通过大型有限元ABAQUS软件,进行三维弹性有限元的数值分析。以9根长桩、4根短桩复合地基为例,研究了在竖向荷载下长短桩复合地基中承台—垫层—桩—土的共同作用特性,对长短桩复合地基的桩体荷载传递规律、桩土应力比、沉降及其影响因素进行了系统的分析,得出了相应的结论。     

长短桩复合地基有限元分析及设计计算方法探讨

本文对软土中由钢筋混凝土桩与水泥搅拌桩组合而成的长短桩复合地基具体工程进行了研究。利用有限元方法,对同等地质条件下的长短桩、全长桩、全短桩和天然地基的情况进行了应力、变形的对比分析。从中看出,长短桩复合地基在有效减小建筑物沉降量的同时,可降低基础沉降差,使基础受力更均匀;另外,由于长桩的存在,可使浅层土应力减少、较深层土的沉降值降低。提出了这种新型复合地基承载力计算、沉降计算的设计计算方法,并用实测数据与理论计算值对比,验证了这种设计计算的可行性。     

长-短桩复合地基性状影响参数弹塑性有限元分析

运用三维弹塑性有限元方法分析带垫层的长短桩复合地基中承台垫层桩土系统的共同作用机理。计算表明,在一定范围内,刚性长桩长度、刚性桩边长、柔性桩刚度、刚性短桩长度和垫层弹性模量增加,都会使基础沉降减小。长桩长度增加,长桩的荷载分担比明显增加;刚性桩边长和垫层弹性模量增加、垫层厚度减少,刚性桩的荷载分担比都会增加;刚性短桩长度加长,短桩的荷载分担比明显增加。根据分析结果提出了行之有效的基础沉降控制方法。工程实测数据表明有限元分析结果和提出的基础沉降控制方法是有效的     

长、短桩及长短组合桩加固地基特性分析

 在典型工程的地基加固方案优化设计中,采用有限元分析法,对天然地基上的筏板基础、短桩加固、长短组合桩加固、长桩加固等方案进行系统计算与分析。作用相同荷载时,短桩加固地基的荷载水平–变形曲线接近天然地基,长短组合桩加固地基的荷载水平–沉降曲线接近长桩加固地基。基础中心剖面上土体的沉降分布及5 m深处平面上的沉降分布也是短桩加固地基接近于天然地基,长短组合桩加固地基接近于长桩加固地基。短桩加固地基与天然地基具有相似的塑性开展强度及范围,且集中在上部土层。长短组合桩加固地基则与长桩加固地基相似,塑性点往深部传递到桩端持力层。长短组合桩与长桩加固地基的反力分布及大小接近。