天然地基与复合地基联合控制差异沉降的工程应用

通过对北京德胜置业大厦高层主楼与地下车库底板沉降的跟踪观测,说明尽管高层建筑深基础基底与周边的地下车库或人防相连,主楼与裙楼或地下结构之间荷载差异较大,且其基础之间互相影响,差异沉降的控制难度较大,但根据各建筑物特点及其地基土层的工程特性采用天然地基和复合地基联合处理方式是可以将差异沉降控制在一定的范围之内的。     

桩筏基础沉降后浇带浇筑时机研究

为了解决沉降后浇带浇筑时机与工期的矛盾,结合实际工程的地质条件和施工工况,综合考虑筏板、多桩和地下水等因素,运用数值模拟的方法建立了主、裙楼的桩筏基础-土体三维有限元数值模型,对主楼和裙楼的沉降和差异沉降发展过程进行计算分析,揭示了高层建筑桩筏基础沉降发展规律;将数值计算结果与现场跟踪沉降监测数据对比分析,建立主、裙楼之间的差异沉降发展时间-过程模型;结合主楼和裙楼差异沉降曲线,依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)差异沉降的控制标准,建议了沉降后浇带最佳浇筑时机的确定方法。经数例工程实例验证,该计算模型具有一定的工程适用性。     

某项目地基基础设计

北京地区某项目的基础设计中,针对不同类型的建筑结构采取了不同的优化设计方法。对于地基持力层的承载力特征值略低于主楼基底压力的情况,采用加强主楼和裙房或纯地下室的整体性、扩散主楼荷载到裙房或地下室区域的优化设计方法。对于带裙楼建筑的高层建筑采用变刚度调平设计方法。地基变形计算和沉降观测结果表明该项目基础设计优化取得了较好的结果。     

刚性基础按应力分布设置垫层的有限元分析

刚性基础下地基土的反力呈马鞍形分布,即两边反力大而中间反力小,目前的解决方法是按承载力控制或沉降控制等理论在基础底面设置垫层,以使基底土体承载力或沉降达到一致.针对绝对刚性基础,可以从控制基底应力分布一致的角度出发,为减少基底角、边处应力分布与内部之间的差异,考虑在基础底面设置两边强度大而中间强度弱的垫层,即在反力较大的部位设置强度较大的垫层,而在反力较小的部位设置强度较小的垫层,通过改变垫层强弱两部分的强度比、设置位置以及厚度,使得刚性基础的基底土应力分布达到一致.运用有限元软件Plaxis得出了垫层的优化设置方法,并分析了强弱两垫层材料的弹性模量、粘聚力以及摩擦角的变化对地基土应力分布的影响.     

天然地基上高低层浅基础联合设计

通过对广州20层的淘金花园高层商住楼场地地质条件分析,决定基础采用天然地基上的浅基础而不用桩基。其中三幢高层主楼采用筏基,主楼间低层裙楼采用条基。施工时用后浇带分开,待高层结构施工完成,沉降趋于稳定后,再浇筑后浇带,将基础连成整体。这种天然地基上高低层基础联合设计方法,能较有效解决带大底盘裙楼的高层建筑在主裙楼间不设沉降缝的情况下,由于荷载差异带来的不均匀沉降问题,保证结构安全。比起采用桩基来,既缩短了工期,又节约了投资,经济效益显著。     

考虑水浮力影响的主裙楼一体高层建筑地基承载力实用计算

对于高层建筑,考虑裙楼范围地下室或纯地下室对主楼基础侧限的影响时,需将裙楼或纯地下室的总荷载折算成土层厚度来进行主楼基础的深度修正计算.经对某实际工程地基承载力的分析发现,如果仅在折算等效土层厚度时扣除地下水浮力的不利影响,会明显低估本工程地基承载力.强调计算地基承载力时,不仅要考虑地下水浮力的不利影响,也要考虑地下水浮托力的有利影响.同时,可以根据结构形式、土层厚度及基础宽度等因素,分区域计算高层建筑地基的基底荷载和地基承载力,以便全面反映地基的受力状态.所建议的计算方法是一种建立在规范基础之上的改进算法,适用于密实砂土和坚硬黏土地基.     

桩端土层为粘性土的住宅楼CFG桩复合地基实例分析及探讨

某工程主楼与纯地库一体建筑,主楼设计基底压力650 kPa,要求地基最终沉降量不大于70mm,指定采用CFG桩复合地基处理技术。基底以下压缩层范围内的地层组合为密实砂层与粘性土互层,重点对3个可能作为桩端持力层的层位进行了详细计算及全面比选分析,最终采用了可塑低压缩性粘性土7层作为桩端持力层。根据沉降观测成果,主楼结构封顶时的最大沉降值仅为21.14 mm,后经410 d持续观测,最大累计沉降值为25.96 mm,沉降时程曲线已趋于稳定。     

黄土地区高层建筑箱形基础的沉降分析

高层建筑采用箱形基础,施工时基坑开挖会挖去大量土体,引起地基土回弹,同时建筑荷载较大,控制基础沉降成为工程设计的关键问题之一。文中以西安小雁塔宾馆工程为依托,通过测量基坑土的回弹变形,基坑开挖和建筑物荷载对相邻地基土的变形影响以及地基土层的沉降量,分析了高层建筑箱形基础基坑开挖到建筑施工的不同阶段,基坑范围内及相邻地基土的沉降变形特征。结果表明,深基础基坑开挖引起的回弹变形约占最终沉降量的30%,且当建筑物加荷等于挖土卸荷时仍有沉降。基坑范围内地基土的沉降量远大于相邻地基土,经分析这种差异主要来源于基础边缘土体的剪切变形。     

大底盘建筑主裙楼基础整体连接的可行性与适用性研究

随着现代化建设的发展,大底盘建筑越来越多。为解决主裙楼的差异沉降问题,主裙楼之间的连接方式有三种:沉降缝、沉降后浇带、主裙楼整体连接,目前工程中较多采用后两种连接方式。模型试验、共同作用分析及工程实践表明:大底盘高层建筑随着主楼外裙房面积的增大,厚筏基础的变形特征由刚性、半刚性特征逐渐表现为柔性特征;裙房结构和厚筏基础可以起到一定的扩散荷载及调整不均匀沉降的作用;通过合理的设计,当主裙楼的差异沉降控制在规范许可的范围内时,可以实现主裙楼基础的整体连接。工程实践中可以根据工程具体情况,有针对性地调整地基刚度、筏板刚度或结构刚度,达到控制主裙楼差异沉降的目的,从而实现主裙楼基础的整体连接。     

高层建筑主楼与裙楼间基础整体设计方法

系统介绍了深埋箱基、筏基、桩基和其它深基础高层建筑主楼与荷载相对很轻的低层裙楼相毗连时,两者之间不均匀沉降处理的方法,根据工程设计经验重点介绍了主楼基础和裙楼基础之间不设缝而连成整体的结构设计方法。     

有限元分析加筋路堤软基的变形

结合P1axis程序对加筋路堤软基的变形进行分析，通过对三种形式的路堤进行数值分析比较，得出了一些结论，分析结果表明，加筋能够很好的限制侧向变形，显著减少沉降和不均匀沉降，且立体加筋的效果要好于平面加筋。     

端承桩沉降的有限元模拟分析

利用大型有限元计算软件P laxis2D对某单端承桩沉降进行模拟,通过采用不同的土体模型参数和桩身桩脚的参数选取并和弹性理论的经验公式计算的沉降量结果对比表明有限元软件模拟分析的可行性和实用性。     

承台刚度对受荷群桩基础承载性状的影响研究

既有建筑下挖增层改造将引起群桩基础产生附加沉降。笔者引入双曲线模型来模拟桩端和桩侧阻力的发挥机理;考虑到群桩基础之间存在复杂的桩-桩、桩-土相互作用,结合剪切位移法导得双曲线模型参数的计算方法;通过荷载传递法建立群桩基础刚性承台条件下的控制方程,并结合Plaxis 3D数值分析软件验证了该计算方法的可行性。最后,研究了既有建筑下挖增层改造对刚性和柔性承台群桩基础承载性状的影响因素。结果显示:刚性和柔性承台顶部沉降比随着开挖深度的增加大致呈线性增加;在同一开挖深度时,沉降比随着顶部荷载的增加而有所增大,且柔性承台的沉降比大于刚性承台的沉降比;群桩基础中的桩间距对承台顶部沉降比会有一定的影响;在既有建筑下挖增层改造过程中,群桩基础承台应做成刚性承台。     

超大面积深厚软土桩-网复合地基承载性状分析

通过有限元Plaxis软件,对厦深高速铁路潮汕车站的超大面积深厚软土桩-网复合地基承载性状进行全断面数值模拟,系统地分析了其沉降变形、土压力变化、桩体受力、土工格栅拉力、超孔隙水压力变化等情况。结果表明:土层的沉降随填筑高度的变化具有一定的间歇性,沉降主要集中于加固区下面的下卧层中;土压力的发展变化呈现出明显的阶梯状,并贯穿于整个施工阶段。在竖向,管桩桩体轴力的峰值出现在淤泥质黏土层顶部,而没有出现在桩体顶部;在横向,沿路基中心向外,桩体剪力及弯矩依次逐渐增大。土工格栅的最大拉力出现在桩帽边缘处,桩间的拉力较小,在管桩顶部加设桩帽有助于均匀格栅中的拉力,避免局部应力集中;桩端土层以下超孔隙水压力随填筑加载而增长的幅度较大,桩端土层以上则较小,桩体有效地将上部荷载传递到深部较好土层,减轻了浅部软弱土层的负担,从而达到控制沉降的目的。     

CFG桩在路基拓宽中应用的数值模拟

以有限元软件Plaxis为工具,对软土路基拓宽进行模拟,揭示了路基拓宽后CFG桩复合地基的变形规律和承载特性。结果表明：路基拓宽后的最大沉降和水平位移均发生在新填筑的路堤,新路基采用CFG桩复合地基处理法能有效地减小沉降和水平位移,桩长和桩问距对CFG桩复合地基的荷载传递有较大影响。     

数值计算在深基坑工程中的应用研究

文章以南京市某深大型基坑工程为例,运用Plaxis软件进行数值模拟计算,得到了基坑柱列式排桩支护模式下基坑开挖的变形特征,并与实测值进行了对比分析,对类似工程设计和信息化施工的实施具有实际意义。     

基坑倾斜桩支护的变形数值分析

基坑倾斜桩支护技术具备控制变形效果佳,施工速度快,工程造价低等优点。然而,目前缺乏对基坑倾斜桩支护技术在控制变形方面的系统研究和各种组合支护形式的效果验证。采用有限元软件Plaxis3D,对比了多种倾斜桩组合支护结构在控制桩身变形和坑外沉降方面的特性。     

地铁隧道侧穿临近高层建筑施工工序优化研究

以武汉地铁2号线洪山广场—中南路区间,双洞隧道近距离穿越高层建筑物群为例,采用Plaxis 3D有限元计算软件,模拟地铁双洞隧道矿山法开挖过程。分析隧道穿越建筑物前、侧穿过程以及离开后3个阶段建筑物的沉降、土层应力变化规律。并将不同施工方案引起的邻近高层建筑物结构沉降、应力重分布、塑性区分布以及倾斜情况进行对比分析。模拟结果表明,受隧道与建筑物的交互影响作用,先施工远离建筑物的隧洞施工的方案对邻近建筑影响最小,以此对隧道穿越高层建筑物的施工方案进行优化。     

基坑开挖引起临近砌体结构变形特性数值分析

基于三维有限元分析软件Plaxis 3D，采用土体小应变硬化刚度模型及砌体模型分析基坑开挖引起的邻近砌体结构变形特性。结果表明，相较于弹性模型，砌体模型能合理揭示砖墙类砌体结构不均匀及离散性的强度特性；基坑长度越大，墙体沉降越均匀，差异沉降值越小。当基坑边缘距墙体距离1m时，基坑开挖深度达到2m后，墙体最大沉降值接近10mm，需重点关注砌体结构的变形安全。     

双线盾构长距离穿越深基坑底部引起地下连续墙沉降分析及控制措施

上海10号线同济大学站至国权路站双线盾构长距离平行穿越下立交深基坑底部，穿越距离为630 m，隧道与下立交基坑地下连续墙净距约2.0 m，盾构施工导致地下连续墙围护结构产生沉降。通过比较现场监测结果和Plaxis 3D Tunnel三维有限元软件模拟结果表明：随着地下连续墙底与隧道底部的夹角Φ不断变大，地下连续墙沉降量逐渐增大，当Φ≤0°时，地下连续墙沉降量基本为零；0°＜Φ≤32°时，最大沉降量为5 mm； 32°＜Φ≤51°，最大沉降量为40 mm；Φ＞51°时，沉降量大于40 mm。以此三维模型为基础，分析在基坑底板浇筑后，盾构引起的地下连续墙的沉降。研究结果表明，底板对控制沉降效果显著，工程上应用良好。在实际施工中，通过在下立交底板施工上设置注浆孔能有效地控制盾构推进后基坑底板的沉降。