土岩组合地基变刚度调平设计新方法

使用plaxis有限元软件对土岩组合地基上设置变形调节器的桩筏基础进行了三维模拟,分析其优化调平效果。结果表明：桩基及变形调节器联合变刚度设置可以显著减小基础的差异沉降,降低基础不均匀沉降导致的筏板内力,同时充分发挥了筏板下地基土的承载能力,实现了优化调平设计。     

高层建筑地基基础概念设计的思考

基于高层建筑箱、筏、桩筏基础变形、反力等实测资料的分析指出,按传统理念设计的箱基、筏基、桩筏基础有两个缺陷:一是呈现明显的碟形沉降引起上部结构的较大次应力;二是基底马鞍形反力分布导致基础板或承台冲剪力和弯矩显著增大。为使差异沉降和箱、筏承台的内力减至最小并改善上部结构受力性状,提出变刚度调平概念设计。对于框筒、框剪结构,应强化核心筒区的桩土刚度(调整桩长、桩径或桩数),相对弱化外围刚度;对于主裙连体建筑,应强化主体,弱化裙房(采用天然地基、复合地基和疏短桩基);对于箱、筏基础,可局部强化核心筒区(采用桩基或刚性桩复合地基)。对于上述变刚度调平概念设计,进行上部结构—基础—桩—土共同作用分析,进一步优化布桩和承台配筋。通过大比例现场模型试验对上述优化设计理念进行了验证,并应用于10余项工程,取得了良好的技术经济效果。     

变刚度调平布桩模式下筏底地基土承载性状研究

针对桩基变刚度调平设计方法进行了现场大型模型试验和具体工程实测跟踪分析,测量了变刚度调平布桩模式下筏底地基土反力,对比模型试验和工程实测结果分析了不同荷载级别下桩土荷载传递特性和桩土荷载分担比规律。按变刚度调平原则进行设计的桩筏基础,主楼荷载向两侧裙房传递的范围约为裙房1.25跨左右,荷载扩散强度随裙房层数增多而增大。筏板边缘与中心点处土反力比值在1.89~1.23之间。相当于工作荷载时,筏板下地基土约分担总荷载的37.5%,并随荷载增大而提高。这说明变刚度调平设计将核心筒外围设计为复合桩基既合理又能有效地发挥桩和承台的承载作用,减小用桩量,还可最大限度减小差异沉降。     

黄土地基超高层桩筏基础变刚度调平设计

西安飞机公司运营及研发设计中心为黄土地基上的大底盘超高层建筑,塔楼、裙房和地下室连为一体不设缝。针对工程土质地基、摩擦桩型、超高层带裙房等特点,桩筏基础设计时采用以控制沉降变形为目的、以共同工作分析为手段的变刚度调平设计方法,使反力与荷载分布相协调,有效地减小基础沉降差、降低筏板内力及上部结构次应力、减小筏板厚度及配筋;采用合理的基床刚度系数,使变形计算结果接近工程实际;钻孔灌注桩采用后注浆工艺,有利于提高单桩承载力及控制沉降。     

广义复合桩基的变刚度调平设计

差异沉降是导致基础内力和上部结构次应力增大、板厚与配筋增加的根源所在。本文分别对摩擦桩复合桩基和端承桩复合桩基的变刚度调平进行了数值分析。结果显示:摩擦桩复合桩基可以通过不同桩长、桩径、桩距的设置方式来对桩基的支承刚度进行合理的分布,以达到减小差异沉降的目的。端承桩复合桩基通过设置变形调节器,不仅解决了端承桩基无法利用地基土承载力的难题,而且可对调节器支承刚度的进一步优化和调整,还能显著减小基础的不均匀沉降。     

复合地基调平前后在水平力及偏心荷载下性状分析

采用MIDAS-GTS有限元软件,模拟了复合地基的6种模型。首先保证刚性桩总体积相同,在竖向均布荷载下,通过调整群桩桩长使其基础整体受力均匀后调平基础,对比模型的4种调平方案,选出最佳的调平模型;然后采用群桩的最佳调平模型在筏板上进行水平力及偏心荷载下的等效受力计算,同时采用基础调平前(等刚度布桩)的计算模型在水平力及偏心荷载下进行受力计算;最后对基础调平前后的差异沉降、弯矩大小与群桩的轴力、弯矩进行了对比分析,得出刚性桩复合地基变刚度调平前后筏板与群桩的受力变化规律,为优化复合地基变刚度桩的研究工作性状提供了参考。     

变刚度复合地基处理的有限元分析

在评述现有相关研究成果的基础上 ,针对基底反力的分布特征 ,用弹塑性有限元方法分析变刚度复合地基处理方案对基础最大沉降、差异沉降、筏板弯矩等主要工程特性的影响。从经济性和尽量减小基础差异沉降的角度出发 ,提出地基变刚度调平处理的优化设计原则 ,对实际工程设计具有指导意义     

桩基变刚度调平设计的实施方法研究

针对高层建筑桩–箱、桩–筏基础反力、变形的实测结果显示,按常规理念设计的桩–箱、桩–筏基础有两点不足:一是碟形差异沉降引起上部结构较大次生应力;二是马鞍形的反力分布导致基础筏板内力增大。通过大比例尺模型试验结果分析,提出了以调整桩土支承刚度分布为主线,根据荷载、地质特征和上部结构布局,考虑相互作用效应,采取增强与弱化结合、减沉与增沉结合、局部平衡、整体协调,实现差异沉降、承台(基础)内力和资源消耗的最小化。对于变刚度调平设计,进行上部结构–基础–地基(桩土)共同作用分析,进一步优化布桩和承台配筋,结合工程实例对变刚度调平设计中的具体强化指数和弱化指数的取值进行分析说明。     

上海地区某高层建筑桩基设计研究

以上海地区某高层建筑桩基设计为背景,首先介绍了桩基选型、持力层、地下水位高度、桩端后注浆的确定过程.其次通过假定初始桩刚度,迭代计算确定设计桩刚度,结果表明,桩基沉降和筏板内力与初始桩刚度相比均有较大的不同.进行了桩基变刚度调平设计,可以减小差异沉降、筏板内力和上部结构次应力.比选了抗浮工况下3种桩基布置方案,选择了柱...     

变刚度桩筏基础变形特性试验研究

分别以天然地基筏板和4组变刚度桩筏基础模型对比试验为基础,分析基桩平面布置、几何尺寸与基础沉降的关系,从而为桩筏基础变刚度调平概念设计提供试验依据。试验研究表明：与上部结构共同作用的桩筏基础,总体上其沉降分布表现为中心区域沉降较大而边角位置沉降较小;筏下均匀布桩较之天然地基,基础沉降量的最大值大约减少70%;基础中心区域桩长增加1倍或者桩数增加1／3,沉降量的最大值约减少50%;上部结构与核心筒下局部加大基桩几何尺寸和适当增加桩数能够有效地减少沉降量的最大值以及沉降差,从而达到调平的效果;筏下布桩有助于减少基础周边的地表沉降,可使其影响局限于1／4基础宽度范围之内。图11表3参12