混合法在确定刚性承台群桩基础最终沉降量中的应用

引用考虑群桩中桩与桩之间“加筋效应”的剪切变形传递法计算了桩身的压缩变形,采用等代墩基分层总和法计算了群桩基础下卧土层的压缩变形,以此来确定群桩基础的最终沉降量。详细地讨论了用于确定群桩基础最终沉降量的土的压缩模量的选取方法,结合实例验证了混合法在工程上的可行性。     

竖向荷载下桩身压缩和桩基沉降变形研究

随着我国建设规模的扩大,桩基础领域发展迅速,长桩基础被越来越多的工程所采用.工程实测表明,桩侧土模量较高的非软土地区,长桩静力试桩的荷载传递和桩身压缩性状与软土地区超长桩性状相似,长桩的桩身压缩量相当可观,计算中应予以考虑.目前的桩身压缩测试结果大都基于工程试桩所得,通过现场大型单、群桩模型试验,深入研究群桩基础承载力、桩身压缩和土体压缩沉降性状.主要研究内容如下:(1) 通过系统模型试验,研究单、群桩基础的承载力性状.群桩中基桩桩身轴力、侧阻力的分布形式因位置的不同而不同.群桩端阻表现出明显的沉降硬化效应,即随着群桩基础沉降的增大,端阻力都会有不同程度的提高,且在较小桩距条件下提高程度较大,在较大桩距条件下提高程度较小.(2) 工程实测表明,桩身压缩产生的沉降始于加载初期,并伴随加载全过程.桩侧土压缩模量较高的非软土地区,长桩静力试桩的荷载传递和桩身压缩性状与软土地区超长桩性状相似,长桩的桩身压缩量相当可观,计算中应予以考虑.(3) 群桩试验表明,桩间土的竖向变形在桩顶处最大,随着深度的增加,桩间土的竖向变形逐渐变小.桩间土除了产生剪切变形(桩、土相对位移)外,还出现压缩变形.(4) 同一荷载水平下,桩端以下土层的沉降值随深度的增加而减小,整体压缩主要产生在距桩端一定厚度的土层范围内,即土层距桩端越近,单位厚度土层的整体压缩量越大;同一深度处,土体整体压缩沉降值随荷载的增大而增大.(5) 当复合基桩分担荷载值一定时,大桩距群桩桩端整体压缩沉降值较小桩距群桩小;桩数多的群桩桩端整体压缩沉降值较桩数少的群桩大,这是由于群桩效应增强所致,即桩距一定时,随着桩数的增多,桩与桩之间的增沉效应增强.(6) 群桩桩端平面以下地基土,其整体压缩变形及压缩层深度因桩距的不同差异很大,即在P=Pu/2(其中,P为群桩承载力特征值,Pu为群桩极限承载力)荷载条件下,大桩距群桩基础地基土整体压缩变形及压缩层深度较小桩距小,这与粉土、软土中群桩试验的结果一致.(7) 研究了桩侧阻力分布模式对桩身压缩沉降的影响机制,给出了考虑不同侧阻分布模式时,桩身压缩系数的3个计算公式:ξe正三角=0.33α+0.67,ξe矩形=0.50α+0.50,ξe倒三角=0.67α+0.33其中zξe正三角,ξe矩形,ξe倒三角,为不同侧阻力分布模式下的桩身压缩系数,α为端阻比例.(8) 给出了小桩距群桩基础的沉降计算公式:s=ψn∑(i=1)σgzi-Esi△zi+se 其中,s为计算沉降值;ψ为沉降计算经验系数;σgzi为群桩各基桩对应力计算点桩端平面以下第i层土1/2厚度处产生的平均附加应力之和;Esi为第i计算土层的压缩模量,采用土的自重压力至土自重加附加压力作用段的压缩模量;.zi为第i计算土层的厚度;se为计算桩身压缩量.该公式可考虑桩身的压缩、桩数、群桩的几何特征、侧阻力分布模式、端阻比例等因素对桩基沉降的影响.(9) 基于目前规范中给出的压缩层厚度确定方法,通过压缩层厚度计算方案的比较,确定了压缩层厚度计算公式.(10) 在已有的考虑桩径影响Mindlin解竖向应力系数的研究成果上,给出了小桩距群桩基础的平均竖向应力系数的数值解,制作相应的数据表格,该表格可供相关的工程设计人员手算沉降量时使用.     

高层建筑箱形基础下满堂摩擦群桩沉降计算的探讨

高层建筑箱形基础下满堂摩擦群桩的沉降变形是地基计算中比较复杂的问题,由于这类建筑物荷重大,基础埋置深,基础面积比较大,其宽度一般超过10米,因此,采用一般地基沉降变形的计算方法与实测沉降结果差异较大。本文通过工程实践,对高层建筑箱形基础下满堂摩擦群桩沉降变形特征的分析,提出了视基础为刚性,调整压缩层深度,考虑地基为三向应力,按均布荷载作用下刚性矩形与带形基础的沉降计算方法。其计算结果与实际工程沉降较接近。     

Mindlin解均化应力法计算桩基沉降及工程应用

基于群桩Mindlin应力解附加应力场和群桩基础变形分布特征,考虑承台和上部结构刚度对沉降变形的均化效应,总结了Mindlin解均化应力分层总和法计算群桩基础沉降的具体步骤细则。针对计算中具体问题,诸如压缩层计算厚度、上部结构刚度贡献、变刚度调平设计中桩类型的多样性,结合特定侧阻分布概化模式不同长径比、不同桩距条件给出基桩均化附加应力计算简易方法。应用所提供的均化附加应力计算方法计算群桩沉降,通过工程实例验证,与Boussinesq实体深基础计算法和等效作用计算法比较,其沉降计算值与实测竣工沉降值较为接近。     

考虑桩身压缩的高承台超长群桩沉降计算

针对两类高承台超长群桩基础的沉降计算问题,基于苏通大桥主塔群桩基础下的地基条件,根据离心模型试验所得到的各基桩平均端阻比推导了高承台超长群桩桩身弹性压缩量的计算公式,并介绍美国路桥规范对超长桩桩身弹性压缩量的估计方法,然后再按照国内现行规范方法对压缩土层进行沉降计算,最后将总沉降理论计算值与试验值相比较。研究结果表明,考虑桩身弹性压缩量的高承台超长群桩总沉降理论值与试验值比较接近,桩身弹性压缩量占总沉降量的10.3%,可见不能忽略桩身弹性压缩量对高承台超长群桩总沉降的贡献;此外,采用美国规范对其估计的简便方法也是可行的。     

长群桩基础沉降性状的大比例尺模型试验研究

随着高层超高层建筑的兴建和快速发展,长桩超长桩的使用随之增多,设计中长桩、超长桩桩基的沉降计算成为一个新的关注焦点。工程单桩静力试桩结果表明,桩身压缩占桩基沉降的比率较大。目前有关长桩基础沉降机理的分析大都基于工程试验的单桩获得,有关长群桩基础的沉降变形性状的机理研究较少,亟需深入研究。为此,以长群桩基础为对象,对其沉降性状进行较为系统的研究。研究表明:1单桩基础在小荷载水平下,桩顶的沉降大都由桩身压缩量所引起;2工作荷载条件下,群桩基础中基桩的桩身压缩比例要小于单桩基础的试验结果,这是由群桩效应导致桩端下土体压缩量比例较大引起;3桩距小、桩数多,土的压缩层厚度大,压缩变形量大,但桩间土的压缩量相对较小;4桩距大、桩数相同情况下,桩端以下的压缩层深度和压缩量将相应减小。研究的相关结果对今后长桩的理论研究和工程设计应用具有一定的借鉴价值。     

桩基沉降实用计算方法

利用桩侧摩阻力的发挥与桩的位移成正比的关系求桩在荷载作用下的摩阻力，桩的沉降由桩身压缩变形和桩端沉降之和再乘以半经验公式导出的群桩效应系数ψq。该计算方法简单，计算参数的概念明确且易于掌握，可方便地计算桩的沉降是否满足设计要求。     

建筑工程群桩基础沉降计算常用方法

1 引言 群桩基础的沉降及其受力性状同单桩既有联系又有区别.群桩沉降是一个非常复杂的问题,它涉及到众多因素,一般单桩沉降要受桩侧土体压缩沉降的影响,而群桩的沉降在很大程度上由桩端以下土层的压缩性和基础刚度决定.因此,在实际工程中,群桩基础沉降计算主要采用将群桩基础简化成为实体深基础的方法,利用分层总和法来计算群桩沉降,包括现行的<地基基础设计规范>、<建筑桩基技术规范>等.     

群桩基础沉降计算中的几个问题

深厚软土地基中群桩沉降的预测一直是工程设计中的难点。本文分析了群桩基础中应力扩散的规律,提出了桩端附加应力的简化计算方法,指出国家桩基规范计算的桩端压缩层厚度偏大。讨论了目前国家建筑桩基技术规范中关于群桩沉降计算中的几个问题,包括压缩层厚度、模量取值、应力计算等,提出了相应的群桩沉降计算方法,并和工程实测数据进行了比较。     

基于非线性应力应变关系的桩身压缩量计算

桩身压缩量占整个桩基沉降的很大一部分,已经成为控制桩基沉降的重要内容,正确的计算桩的压缩量对准确预测桩基沉降有重要意义。本文在分析桩身钢筋混凝土受力变形特性的基础上,通过在桩身中埋设应力计实测了桩的应力应变曲线,在该非线性应力应变的基础上计算了桩身压缩量并同恒定变形模量基础上进行了对比分析,分析表明通过非线性的桩身混凝土应力应变关系计算出的桩身压缩量与实测值更接近。     

水平承载群桩计算方法的研究

在总结前人对于水平承载群桩计算方法研究的基础上,结合我国现行的桩基规范和目前国内新兴的NL法,以Poulos H.G提出的弹性理论法为理论依据,提出了一种水平承载群桩计算的改进方法。     

CFG桩复合地基沉降计算方法的分析

结合实际工程,对变形模量法与桩土应力比法在计算CFG桩沉降时产生误差的原因进行了分析,从计算公式相关的因素出发,试图提出了沉降计算公式修正公式,为完善CFG桩的沉降计算提供了依据。     

确定柔性桩复合地基有效桩长的简化方法

基于桩土之间的位移协调原理 ,推导出了复合地基中柔性桩有效桩长的简化计算公式 ,算例表明 ,该法可行     

几种桩基计算方法的比较分析

选取了几种具有代表性的桩基分析方法,分别是Poulos边界积分法、Randolph方法、Poulos-Randolph综合法、Butterfield边界单元方法、Chow混合方法、W.Y.Shen变分方法和改进变分方法,通过编制相应的计算分析程序,力求从方法本质和原理上,以及各方法计算结果上来对各种计算方法进行比较分析。     

预应力锚固抗滑桩内力计算有限差分法研究

指出目前现有预应力锚固抗滑桩内力计算方法的缺陷。基于普通抗滑桩内力计算的地基系数法原理，提出了计算预应力锚固抗滑桩全桩内力的有限差分法，详细推导了有关的计算公式。编写了计算和图形处理程序，可对全桩进行整体分析，无需象现有方法那样，将桩分为滑动面上、下两部分分别考虑。引用工程实例，将预应力锚固抗滑桩与普通抗滑桩进行了比较，不但从理论上揭示了预应力锚固抗滑桩的优越性，而且表明有限差分法计算速度快、精度高，可对桩的各种工况进行数值模拟，不失为分析预应力锚固抗滑桩内力的一种简便而适用的方法。对该工程的监测表明，计算结果令人满意。     

夯实水泥土桩复合地基工作机理分析

分析了单桩荷载传递法沉降计算原理,并结合工程实例,运用荷载传递法结合Geddes公式计算了夯实水泥土单桩的荷载一位移曲线,并与实测结果进行了比较,对同类工程的设计和施工有较大的指导意义.     

刚性短桩在灯杆基础中的应用

灯杆基础广泛用于市政道路及庭院照明工程中,按照刚性短桩计算其承载力和变位是适用的。本文针对桩在水平荷载作用下桩一土相互作用的工作性能和破坏机理,得出了刚性短桩的弹性水平地基系数计算方法。当桩的入土深度h≤2.5/a时,可视为刚性短桩,其水平荷载的设计承载力由桩侧土的强度及稳定性控制。当地面允许位移很小时(一般为6~10mm),桩身任一点的土抗力与侧向位移可近似为线性关系。对于正常固结的一般土和砂土,水平地基系数随深度增加。在地面下3~5倍桩径范围内,m法计算精度可以满足要求。对上端自由的刚性短桩和上端嵌固的刚性短桩,推导了水平地基系数m法简化计算公式,最后对某工程实例进行计算验证。     

一种计算复合桩基沉降的新方法——修正简化应力调整法

根据复合桩基的理论分析和试验结果，结合有限元的模拟分析，提出了一种计算复合桩基沉降计算的新方法———略正简化应力调整法，并对3个工程实例进行了计算。该方法考虑了桩间土的压缩，符合复合桩基的变形特征，计算结果和实测数据的对比分析表明该方法计算简单，概念清楚，具有一定的计算精度，便于在工程中应用。     

新型混凝土-碎石串联组合桩承载力计算

针对碎石桩容易在桩顶1～3倍桩径高度范围内发生鼓胀破坏现象,提出一种新型碎石桩复合地基:混凝土-碎石散体材料串联组合桩复合地基,并阐述了该新型复合地基的施工工艺。基于计算深基础承载力Meyerhof法,采用多滑块破坏模型,建立了混凝土-碎石散体材料串联组合桩深层鼓胀破坏计算模型,通过随机优化算法寻找临界滑动面,计算得到其单桩极限承载力。将该新型组合桩的承载力理论计算值与数值仿真计算结果、传统碎石桩承载力试验结果进行对比分析,结果表明:提出的多滑块解析计算方法准确性较好;新型桩的承载力比传统碎石桩承载力有了明显提高,相较于传统碎石桩,新型组合桩在混凝土桩段长度1 m时承载力计算值提高了32.76%,在混凝土桩段长度2 m时,承载力计算值提高了54.74%。     

基于桩顶沉降的桩基竖向承载力和位移分析

基于按桩顶沉降分析桩基承载力和位移的思想 ,提出了一种改进的竖向受荷桩荷载传递计算方法。该方法以桩身压缩量为迭代变量 ,根据桩身的轴向变形与桩侧土变形协调关系 ,通过编制的计算程序 ,可按桩顶沉降直接计算桩顶荷载、桩身轴力分布以及桩身各点的位移 ,特别适用于对桩顶沉降有严格控制要求的桩基设计。结合某工程试桩实测数据进行了分析 ,理论计算与实测结果吻合较好。