厚软土层下高层建筑长短桩复合地基承载性能研究

为了提升厚软土层下高层建筑地基的承载力,提出长短桩复合地基承载性能研究。基于地质勘测结果设计长短桩复合地基,分析其承载性状及沉降情况;利用Mohr-Coulomb模型,完成承载性能模拟。实验结果显示:在短桩和长桩桩体的单桩承载载荷最大时,沉降结果均在5.00 cm左右;楼体层高为30.00 m时,单位载荷沉降平均值为0.51 cm。所提方法能够可靠分析厚软土层的高层建筑长短桩复合地基承载性能,为厚软土层的高层建筑长短桩复合地基设计提供可靠依据。

长短桩复合地基在深厚软土地基处理中的应用

滨海商务区机场东路东侧排洪泵闸工程副排洪渠水闸淤泥、淤泥质土厚度超过50 m,软土厚度大,地基处理难度大。笔者通过对真空联合堆载预压法、水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩)等4种常用的软土地基处理方法进行分析比较,推荐闸室、挡土墙等建筑物采用大直径水泥土搅拌桩与PHC管桩组成的长短桩复合地基。结果表明,地基处理后,显著地提高了地基承载力,建筑物沉降较小,方案安全可靠且投资较省。该研究成果可为类似软土地基处理提供参考。

长短桩复合地基沉降计算方法研究

目的研究长短桩复合地基的一种新型的地基处理技术,解决沉降计算方法问题.方法从长短桩复合地基的作用机理入手,针对长短桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,在剪切位移法的基础上,引入Mylonakis&Gazetas的桩与桩、桩与土相互作用模型,同时考虑垫层作用影响,导出了长短桩复合地基计算时的桩-桩、桩-土以及土-土相互作用柔度系数.结果通过桩-土-垫层体系共同作用的长短桩复合地基沉降计算的新方法及编制相应的计算程序对某工程实例进行分析的结果表明,沉降计算值与实测值吻合较好.结论新的长短桩复合地基沉降计算方法表明此方法计算长短桩复合地基的沉降是可行的,深入探讨长短桩复合地基的沉降计算对于开发和推广其工程应用具有理论和工程意义.

刚柔性长短桩复合地基性状分析

对刚柔性长短桩复合地基的工程性状进行了分析研究。利用有限元方法对不同的垫层模量、垫层厚度、短桩模量及长桩长度对长短桩复合地基的总沉降、长短桩应力比和长短桩桩身应力所产生的影响及规律进行了分析。结果表明,优化材料参数可以较好地改善长短桩复合地基的受力性状,使基础受力更合理。另外,长桩的存在可有效减小地基沉降值。结合对温州某小区该类型地基埋设压力盒的现场监测,分析了实际工程中刚柔性长短桩复合地基的应力比和土压力的发展规律。其结果可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。

基于剪切位移法的长短桩复合地基沉降计算

在深入探讨长短桩复合地基作用机理基础上,针对长短桩复合地基的桩–土–承台整体相互作用特点,通过一定的简化假定,建立出长短桩复合地基的沉降计算模型;然后以剪切位移法为基础,引入Mylonakis&Gazetas桩—桩、桩—土相互作用模型,导出长短桩复合地基计算时的桩—桩、桩—土以及土—土相互作用柔度系数;在此基础上,考虑垫层作用的影响,提出一种综合考虑桩—土—垫层体系共同作用的长短桩复合地基沉降计算方法,并编制出相应的计算程序。最后利用该法对某工程实例进行了计算分析,结果表明,基于本文方法获得的沉降预测值与实测值吻合较好。

长短桩复合地基力学性状的现场试验

长短桩复合地基是近年来逐渐兴起的一种新的复合地基形式,但理论研究和实践仍不完善,需要进行更深入的探讨。通过长短桩复合地基的现场试验,对在刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基的沉降变形、桩顶和桩间土的应力、桩土荷载分担比及桩土应力比随荷载变化的规律进行对比分析。研究成果可为长短桩复合地基理论研究和优化设计提供有益的参考。

长短桩复合地基工程事故原因分析与预防措施

依托某水泥砂浆长短桩复合地基处理工程质量事故实例,开展现场调查及地基变形监测工作。根据在柔性基础下长短桩复合地基荷载传递机理,对工程质量事故的原因进行分析,找出工程质量事故的主要原因并提出避免类似工程质量事故的预防措施。分析结果表明,由于在大面积堆土荷载作用下桩周软土固结沉降,将主要产生两种地基处理失效模式:如果桩端悬浮在软土层中,桩端将发生向下刺入变形,桩周软土发生塑性变形或塑性破坏,地基处理失效;如果桩端落在硬土层上,桩体将先发生破坏,然后桩周软土破坏,地基处理失效;在大面积堆土荷载作用下桩周软土固结沉降且桩端悬浮在软土层中是本工程质量事故产生的根本原因。研究成果可为类似地基处理工程的设计人员及相关理论研究提供借鉴。

刚性长短桩复合地基桩土应力比试验

通过现场试验研究,对刚性基础与柔性基础下刚性长短桩复合地基桩、土应力及桩土应力比曲线的性状以及桩土应力比随荷载变化的规律及影响因素的作用机制进行了分析.研究表明柔性基础下的复合地基桩土应力比数值比刚性基础下的小,长、短桩桩土应力比差别不如刚性基础突出,反映出基础刚度对复合地基桩土荷载分担特性的影响;刚性基基础下长桩桩土应力比变化比短桩剧烈,其峰值是短桩的3倍左右,且刚性基础下复合地基桩土应力比随荷载变化规律也与柔性基础下的复合地基明显不同.

长短桩复合地基荷载分担比的试验研究

为了研究长短桩复合地基竖向荷载分担比的变化规律,在室内模型试验的基础上,对不同桩间距、垫层厚度、长桩长度、短桩长度、长桩模量和短桩模量等情况下长短桩复合地基荷载分担比的变化性状进行了分析。结果表明,随桩间距的减小,长桩和短桩的荷载分担比均增大,桩间土的荷载分担比减小,通过减小桩间距来提高长桩荷载分担比是不经济的;随垫层厚度的增加,长桩的荷载分担比减小,桩间土的荷载分担比增大,短桩的荷载分担比变化较小,垫层的设置能明显改善桩、土荷载分担的分配;随长桩长度的增加,长桩的荷载分担比增大,桩间土的荷载分担比减小,短桩的荷载分担比变化较小,增加长桩长度能一定程度提高长桩荷载分担比;短桩长度对荷载分担比的影响较小;随长桩模量的增大,长桩的荷载分担比增大,桩间土的荷载分担比减小,短桩的荷载分担比变化较小,增加长桩模量能显著提高长桩荷载分担比;随短桩模量的增大,长桩的荷载分担比减小,短桩和桩间土荷载分担比均增大,增加短桩模量对荷载分担比分配有一定影响。

长短桩复合地基应力与沉降分析

利用三维有限元对长短桩复合地基进行对比分析,给出全长桩、全短桩、长短桩、无垫层、天然地基5种方案下的桩身应力与土体附加应力分布,并探讨垫层模量和厚度对承台沉降的影响和对应力的调节作用。研究结果表明:复合地基能有效减少天然地基沉降和改善浅层土的应力状态,复合地基中桩身应力与土体附加应力按刚度分配,桩侧土应力与桩身应力表现出互补的特性。而垫层使桩与桩、桩与土之间应力分配趋于合理,垫层模量对承台沉降影响显著;随着垫层模量增加,长桩桩顶应力增加,短桩桩顶应力和桩身应力及土体表面应力降低;随着垫层厚度的增加,变化趋势则相反。

长短桩复合地基设计计算

阐述了长短桩复合地基的设计思想 ,介绍了长短桩复合地基承载力和变形的计算方法 。

长短桩复合地基桩土应力比的力学计算方法

通过分析柔性基础下长短桩复合地基中桩顶褥垫层内受力分布,建立了力学模型,理论推导了柔性基础下刚性长短桩复合地基桩土应力比的解析公式。并通过柔性基础下长短桩4桩现场静载荷试验测得的桩土应力比结果对公式进行了对比验证。结果表明本文所提出的桩土应力比理论计算公式具有较好的工程实用性。得出柔性基础下长短桩复合地基桩土应力比与上部荷载和褥垫层厚度成正比,同桩径成反比的研究结论。

基于改进遗传算法的长短桩复合地基优化设计

当前复合地基实践中出现了许多以优化为目的的新的生长点,长短桩复合地基作为一种新型的复合地基处理形式,其优化设计即在满足地基承载力和沉降变形的基础上实现最佳经济性的优化目标。本文采用改进的遗传算法,以长短桩桩体总费用为目标函数,全部约束条件均按相应规范要求给出,建立长短桩复合地基的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序。同时给出长短桩复合地基优化设计算例,计算结果表明,此算法能优化设计,降低工程造价,对工程设计有较强的参考价值。

高层建筑长短桩复合地基技术应用及理论探讨

高层建筑长短桩复合地基技术既可以提高地基承载力,又可以减少沉降,经济性好、安全性高,有良好的发展前景。针对该技术的特点,作者参照近年来国内外的工程应用和研究情况以及自己的研究成果,确定了该技术的主要影响因素,主要为褥垫层厚度、长桩的长度及置换率、短桩的长度及置换率、上部结构刚度,并对这些因素在沉降和荷载分担比上进行探讨,得出有益结论。结论如下:褥垫层厚度对筏板底的差异沉降基本不影响,平均沉降则随之增大略有增加,但有一定的极限;当褥垫层厚度在一定范围内时,长桩荷载分担比随褥垫层厚度的增大而显著减小,土体显著增大,短桩荷载分担比有所增大,继续增加褥垫层厚度后,各部分荷载分担比趋于稳定;长桩长度对筏板底的差异沉降影响有限,其增幅缓慢,平均沉降则随之减小;长桩荷载分担比随长桩长度的增加而增大,土体和短桩则随之减小,但有一定极限;长桩置换率超过一定范围后,对筏板底沉降和桩土荷载分担比影响不明显;短桩长度和短桩置换率对筏板底沉降和桩土荷载分担比影响较小;上部结构刚度对筏板底差异沉降和桩土荷载分担比影响较小,筏板底的平均沉降随上部结构刚度增大而增大,随后增幅变缓。这些结论可为该类型复合地基的设计和应用提供参考。

垫层厚度对长短桩复合地基性状影响的试验研究

为了研究垫层厚度对长短桩复合地基工作性状的影响,在室内模型试验的基础上,对无垫层2、cm垫层和5 cm垫层三种情况下长短桩复合地基的荷载与沉降的关系、桩土应力比、荷载分担比等问题进行了分析,结果表明,长短桩复合地基的沉降量随着垫层厚度的增加而增加;长桩桩土应力比随垫层厚度的增加而减小,短桩桩土应力比的变化不如长桩明显;无垫层时,长桩荷载分担比较大,桩间土和短桩荷载分担比很小,铺设垫层后,随垫层厚度的增加,长、短桩荷载分担比都逐渐减小,桩间土荷载分担比逐渐增大。

基于概念设计的长短桩复合地基典型工程应用模式

本文从长短桩复合地基各组成部分的功能角度,阐述了长桩、短桩、褥垫层的作用机理,提出长短桩复合地基概念设计应遵循的设计原则。应用概念设计思想,建立了长短桩复合地基的五种典型工程应用模式,并在各典型模式的分析说明中,提出设计与施工参数的选用建议。通过在北京某工程的实际应用,显示长短桩复合地基的典型工程应用模式具有较好的实用性。

长短桩复合地基在高层建筑液化土层中的应用

通过由CFG桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)与碎石桩组合而成的长短桩复合地基,处理24层高层建筑严重液化地基的工程实例,探讨了这一类型复合地基的承载力与沉降变形的设计计算方法,并与建筑物的实际测试的承载力、沉降值进行了对比研究。从中可看出:这种处理方法使原地基土消除了液化,满足了上部结构对地基承载力、变形的要求,同时也验证了所提出的设计计算方法的可行性。

长短桩复合地基相互作用系数解法及参数分析

利用桩—桩、桩—土、土—土之间的相互作用系数,通过桩和土单元的位移叠加建立了一种竖向荷载作用下的长短桩复合地基分析方法,该方法不对群桩进行整体分析,因此,计算效率较高。根据Muki和Sternberg的计算方法来分析长短桩间的相互作用系数,该方法将半空间中的两根桩分解为两根虚拟桩和半空间扩展土,其中,虚拟桩的弹性模量等于桩与土的弹性模量之差。本文计算方法得到的相互作用系数可以考虑桩的"加筋效应"。利用叠加原理对长短桩复合地基进行计算分析,通过与已有文献计算结果的比较,验证了本文计算方法的正确性,并对长短桩复合地基的沉降、各桩以及土之间的荷载分担情况进行了参数分析。本文方法能够用来分析大规模长短桩复合地基,具有一定的工程应用前景。

高层建筑长短桩复合地基计算方法探讨

介绍了长短桩复合地基承载力和沉降变形的设计计算方法,并通过长短桩复合地基的工程实例将计算结果与实测结果进行对比分析,结果表明不同的计算方法有各自的适用范围,应根据工程的实际情况选择适当的计算方法,可为该类长短桩复合地基承载力和沉降变形计算提供参考。

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。