基于Mindlin解的转炉桩筏基础设计

以某炼钢厂房的桩筏基础设计为工程背景,采用Mindlin和Boussinesq弹性理论计算桩土刚度,Reissner厚板理论分析桩基筏板,并利用该方法对转炉桩基础和厂房柱基础共同组成桩筏体系的总体沉降、差异沉降、桩顶反力、筏板内力等结果进行了计算。此法较现有的桩基设计规范中基于筏板绝对刚性假定的计算方法有一定的优越性。通过分析计算结果总结变化规律,发现荷载密度对此类基础的局部沉降、桩顶反力影响较大。     

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。     

群桩基础优化设计及其在工业厂房中的应用

在讨论桩基承台破坏机理的基础上,给出群桩基础设计的优化方法。桩在承台上采用最优化方式布置,承台优化设计的目标函数为承台混凝土的体积,约束函数考虑承台抗剪切、柱冲切、角桩冲切和沉降等,优化设计由编制的程度完成。通过一工业厂房基础设计的实际应用表明本文优化方法高效实用,并可产生较大的经济效益。     

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。     

桩基承台阻力及载荷沉降关系研究

建立了群桩基础的数值模拟计算模型;通过对4桩基础模型试验结果进行拟合分析,验证了计算模型的适用性;分析了不同桩数、不同桩距、不同承台尺寸群桩基础的承台阻力及载荷-沉降关系,获得一系列具有参考价值的结论。     

弹性承台-高桩基础的内力和变形

以某大桥辅航道通航孔桩基础为工程原型,根据"m法桩一弹性承台"计算方法编制了计算程序,通过大量的计算,研究了承台厚度、桩的布置形式、桩的出露长度等因素对弹性高承台-桩基础内力和变形的影响,揭示了各种因素对弹性高承台-桩基础内力和变形的影响都是通过改变承台刚度来实现的,并通过模型试验验证了这一规律.工程实践中,按照弹性承台来设计更加科学合理,符合实际情况.     

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。     

局部沉降与冲切破坏的危房基础加固

通过对软土地基上某三层濒危厂房桩基础发生局部沉降和承台受冲切破坏等问题的分析研究，确定用局部增加锚杆静压桩控制整栋厂房沉降并用包柱式托换结构加固已破坏承台。尝试用植筋、新旧砼界面处理等新技术设计包柱式钢筋混凝土托换承台和锚筋式压桩承台连接系统，合理地解决了该厂房基础加固中的特有难题。     

减少沉降桩基础的理论分析与应用

本文介绍了减少沉降桩基础沉降计算的实用公式和地基强度验算方法 ,并通过工程实例对减少沉降桩理论进行分析 ,阐明了在天然地基强度满足设计荷载要求但沉降过大的情况下 ,采用减少沉降桩基础设计方案 ,能够给工程带来很好的经济效益 ,此理论值得进一步的推广和应用     

桩土变形和承台变形对单桩竖向力的影响研究

为了研究桩土变形和承台变形对群桩基础中单桩竖向力的影响,分别采用规范简化公式和考虑桩土变形、承台变形的有限元方法对群桩基础中单桩竖向力进行计算,分析了产生误差的原因、规律和范围,并结合实际工程计算分析了复杂情况下单桩竖向力的分布情况.结果 表明:规范简化公式把承台看作多点铰支、刚度无穷大的梁,计算误差一般在7％以内,满...     

带帽刚性桩复合地基现场足尺试验研究

为深入、全面了解带帽刚性桩复合地基工作性状,通过在苏州绕城高速公路两试桩区的现场足尺试验,重点研究带帽刚性桩复合地基的荷载沉降、载荷板与桩体的沉降差、地表土应力分布特征、剖面沉降等性状规律。试验研究结果表明:带帽长桩型复合地基较带帽短桩型复合地基易于控制地基沉降变形和提高地基承载力,在设计荷载下带帽短桩型复合地基较带帽长桩型复合地基更能发挥地基土承载作用,桩帽下土体与桩帽间土体承载性能及发挥程度不同。由于桩帽能均化桩顶应力,起到刚性板作用,带帽桩体与桩帽下土体能产生近似等量的竖向变形,同时保证了垫层的整体效应。试验分析成果有助于建立带帽刚性桩复合地基计算模型、完善带帽刚性桩复合地基工作性状研究以及优化工程设计。     

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。     

复合地基垫层刺入量模型试验与计算方法研究

为了研究复合地基垫层刺入量有关因素,通过可视化模型箱对不同垫层厚度、密实度、桩径以及桩帽的刚性桩复合地基进行室内模型试验。利用数字图像无标点量测技术,对在加载过程中垫层土体颗粒的位移场进行观测与分析,研究了复合地基垫层的位移场与变形模式,得到了垫层的刺入量、变形范围以及滑动面位置与形状。根据球孔扩张理论推导出垫层刺入量的求解公式,并与模型试验数据进行了对比分析,验证了理论方法的合理性,且理论计算结果与试验数据吻合较好。垫层刺入量的研究对复合地基垫层厚度、桩径等设计具有一定参考价值,垫层刺入量可协调桩土的荷载分担,使桩土共同承担上部结构荷载,为复合地基沉降研究提供了理论依据和数据支持。     

“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面     

CFG桩网复合地基加固物流地坪深厚软土地基的三维数值模拟分析

结合湖州某物流园采用CFG桩网复合地基处理大面积深厚软土的工程实例,运用Midas GTS有限元软件建立桩网人工复合地基三维固结模型,计算模拟不同垫层厚度、土工格栅层数、桩长等设计参数对沉降变形的影响以及土工格栅在桩网固结模型中的受力特征。计算结果表明:地基整体沉降变形随填土垫层厚度的增加而增大,随土工格栅层数的增加而减小,随桩长增加而减小;土工格栅最大拉力随着土工格栅层数增加而减小,在桩帽顶部角点处产生部分应力集中,且在桩帽之间挠度明显增加。为此,控制垫层厚度、土工格栅层数、桩长等措施能有效减小地基沉降变形,为今后软基沉降控制等相关工程提供借鉴。     

采用沉降控制方法进行复合桩基础设计初探

通过某一小区工程设计实例,对在软土地区用沉降控制方法进行复合桩基础设计进行了分析和评价,探讨了桩、土和承台共同作用的机理,以便今后在同类地区进行桩基设计时参考借鉴。     

摩擦端承桩复合桩基设计研究

提出一种摩擦端承桩复合桩基设计方法 ,即在剪力墙或柱下集中布桩 ,桩顶与筏板 (或承台 )间设置一定厚度的软垫或专用变形器。通过迫使桩间土先于桩顶发生沉降使其承担预定的荷载 ,随后增加的荷载则由桩、土共同承担。该法可充分发挥地基土的承载力 ,大幅度减少用桩量和筏板厚度及配筋 ,其经济效益明显优于常规桩基和复合地基。对其承载机理和变形特性进行了初步研究 ,得出了承载力和沉降近似计算公式 ,并成功应用于工程实践 ,取得了很好的经济效益     

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

Some problems of rigid pile composite foundation design according to current codes have been analyzed. After investigating the function of cushion in rigid pile composite foundation and the influence rules of cushion thickness and stiffness of soil on pile-soil stress ratio,the tangent modulus method proposed by YANG Guanghua is used to study the design method according to settlement control. The design method is presented as follows. Firstly,supposing that pile and soil are independent systems,the nonlinear p-s curves(where p is stress,s is settlement) of pile and soil are calculated,respectively. Then,according to the deformation compatibility principle,the settlement curve of composite foundation is obtained by the above p-s curves. Finally,by controlling settlement and adjusting cushion thickness,loads on piles and soil are optimized,which makes the design of rigid pile composite foundation reach the best state. A practical project design is optimized by this method. The calculation value is very close to the measured settlement,which proves the rationality of this design method. This method better considers pile-soil interaction;and its parameter determination is relatively simple and reliable,so as to give a new idea in rigid pile composite foundation design.     

刚性承台下垫层-桩-土相互作用的近似解析法

基于桩基沉降分析中已被广泛接受的剪切位移法,考虑刚性承台下的垫层-桩-土相互作用,提出了带垫层桩体复合地基的一种近似解析方法,分析时假定垫层与承台接触紧密,根据变形协调和荷载平衡条件,可推导出了桩土分担比和基础沉降的显式解答。作者所求得的桩土荷载分担比与边界元解答具有较好的一致性,而在反映基础沉降特性的无量纲刚度上,两者还存在着一定的误差。该方法可以进一步推广用于非均质地基中的群桩沉降分析。