用于调整差异沉降的预留净空桩筏基础模型试验研究

预留净空桩筏基础是一种新的利用桩土相互作用的形式,可用于调整建筑物筏板–桩–土相互作用和减少差异沉降。进行了砂土中常规桩筏基础和桩顶预留净空桩筏基础的模型试验研究。分析表明:在相同荷载作用下,在试验条件下,相对于常规桩筏基础来说,预留净空桩筏基础的实质作用在于可使桩间土压缩提前发生,显著提高桩间土分担荷载的比例,在可压密土中可强化桩土相互作用,桩端刺入量显著下降,使得桩土更趋于整体沉降。预留净空桩筏基础可有效利用土的承载力,减小桩顶应力过分集中,且对桩端阻力有显著的强化作用。

超高层建筑桩筏基础的桩顶反力计算研究

根据上海高88层、筏板厚度为4 m的金茂大厦和高101层、筏板厚度为4.5 m的上海环球金融中心桩筏基础的实测沉降资料,论证超高层建筑的桩筏基础为弹性体。对以上两幢超高层建筑和正在建造中的高121层、筏板厚度为6 m的上海中心大厦的桩筏基础,采用偏心受压公式和高层建筑与地基基础共同作用理论方法(混合法)进行详细对比计算,论证按弹性体计算桩顶反力的合理性,阐明《建筑桩基技术规范》(JGJ 94–2008)的3.1.8条的正确性和合理性。期望能够改变过去按偏心受压公式计算桩顶反力的传统观念,提高设计水平。

软土地区桩筏基础桩顶反力监测分析

桩筏基础已成为软土地区高层建筑常采用的基础形式。由于设计计算边界条件的不确定性、假设条件缺乏一定的合理性等,常导致研究结果与现场实测的误差较大。通过对软土地区高层建筑桩筏基础桩顶反力的长期监测、分析和研究,发现随工程建设的推进,该基础桩顶反力在底板浇筑时增长很快;在底板浇筑完毕后较稳定,且沿基础所在面中心的相互垂直的长、短轴线方向均呈马鞍状分布。

桩顶与筏板多种连接构造方式工作性状对比试验研究

针对桩顶与筏板之间不同构造形式下的相互作用,对可压密土中刚性桩复合地基、常规桩筏基础和桩顶预留净空桩筏基础进行了现场模型试验,测量了筏板沉降、筏板内外不同深度地基土沉降、桩身轴力和桩间土反力,分析了不同荷载级别下筏板沉降、筏板内外不同深度地基土沉降、桩土荷载传递特性和桩土荷载分担比分布规律。与刚性桩复合地基和常规桩筏基础相比,对于桩顶预留净空桩筏基础工作性状,研究发现在桩顶与筏板接触前,桩顶预留净空桩筏基础工作性状与刚性桩复合地基相似;桩顶与筏板接触后,其工作性状与常规桩筏基础相似。试验条件下,桩顶与筏板之间接触、设置褥垫层、预留净空(或可压缩垫块)不同连接方式可显著影响桩间土的压缩及桩土相对滑移,对上述三者来说,桩身下部桩、土相对滑移量(桩端刺入量)依次减小。

桩筏基础的可变刚度设计对建筑抗震性能的影响

为了降低成本,提高建筑系统的整体性能,目前广泛采用桩筏基础变刚度静力优化设计。在地震高风险区,支撑建筑的桩筏地基的变刚度设计会在地震中因土-桩-结构相互作用而改变土-桩-结构系统的动态特性。为进一步提高建筑的抗震性能,该文对某建筑进行复杂地震土-桩-结构相互作用现象的数值模拟技术。试验结果表明,方案1不同桩径优化设计后的最大摇晃从0.0203°逐渐减至0.0168°,方案2不同桩间距优化设计后的最大摇晃从0.0203°逐渐减至0.0198°,因此方案1的优化效果较好。

可控刚度桩筏基础桩顶空腔填充试验

特殊的桩顶构造是可控刚度桩筏基础实现其工作机制的重要保证,该构造形成的桩顶空腔在后期的封闭质量可决定可控刚度桩筏基础实施的成功与否。为研究影响可控刚度桩筏基础桩顶空腔填充效果的主要因素,利用控制变量法,设计并进行不同条件下桩顶空腔模型试验。结果表明:注浆压力不同时,桩顶空腔内被填充料填充的体积分数不同;注浆压力增大,注浆密实度相应提高;注浆管位于桩顶两侧的密实度略高于同侧的密实度。实际注浆作业时应控制注浆压力为0.5~1.0 MPa,注浆管位于桩顶不同位置时均可注浆。本文对指导可控刚度桩筏基础桩顶空腔的注浆作业有重要参考价值。

软土地基中桩筏基础沉降计算的探讨

将群桩中的单桩的桩顶沉降分为桩身压缩和桩端位移分别计算,桩身压缩由实测方法或理论分析方法估算,桩端沉降根据分层总和法计算.将桩简化成弹簧作用在筏板下,弹簧刚度根据桩顶平均荷载和相应的沉降获得.最后,介绍了该方法在工程设计中的应用.

桩筏基础非线性共同作用分析及变刚度调平设计

桩筏基础的承载力、位移特征分析,尤其是建立在桩-土-筏共同作用基础上的以减小沉降差为目的的变刚度调平分析是目前桩筏基础设计的难点与热点。文章利用桩筏基础的非线性共同作用分析方法和分析程序,分析了桩筏基础当筏板厚度和桩距、桩长、桩径变化时,筏板的位移特性和桩顶的反力及其分布规律,得到了一些有意义的结论。利用本文的分析结果,进行桩筏基础的变刚度调平设计,以达到减少桩筏基础筏板沉降差的目的。

层状地基中桩顶反力及沉降特性的非线性分析

桩筏基础的承载力、位移特征分析,尤其是建立在桩-土-筏共同作用基础上的以减小沉降差为目的的变刚度调平分析是目前桩筏基础设计的难点与热点.本文利用一种新的非线性共同作用分析方法和程序,分析了桩筏基础当筏板厚度、桩距、桩长和桩径变化时,筏板的位移特性和桩顶的反力及其分布规律,得到了一些有意义的结论.利用本文的分析结果,可以进行桩筏基础变刚度调平设计,以达到减少桩筏基础筏板沉降差的目的.

竖向荷载作用下承台(基础)—桩不同构造形式下的工作性状分析

在文献[1]采用的现场试验对桩与承台(基础)之间不同构造方式下的承台(基础)—桩—土相互作用进行的研究基础上,首先采用有限元数值分析模拟承台—单桩—土系统的相互作用,通过参数调整,使其能够模拟文献[1]进行的现场试验并给出较为接近的结果。在此基础上,采用数值仿真试验对多桩情况下桩顶与承台直接接触、复合地基及桩顶预留净空基础在竖向荷载作用下的工作性状进行了对比分析与研究,比较了相同荷载、桩长、桩距、承台厚度等情况下各种构造形式基础的受力特点。同时,通过改变桩长、桩距、预留净空大小等影响因素,进一步研究了桩长、桩距、预留净空对多桩桩顶预留净空基础的桩土荷载分担比例和沉降的影响。

桩顶预留沉降间隙提高桩-岩(土)复合地基岩(土)利用率技术

结合实际工程城市经纬超高层结构的桩-岩(土)复合地基基础设计,提出了利用桩顶预留沉降间隙来提高桩-岩(土)复合地基中岩(土)利用率的技术。采用有限元分析软件ABAQUS对此工程建立了上部结构-基础-地基整体三维有限元模型,通过选择合理参数及取值,并考虑上部结构刚度和施工模拟分层加载的影响对此工程进行了模拟分析。通过模拟分析,确定了最优桩顶预留沉降间隙量和桩-岩(土)分担荷载比例(约为0.2∶1),充分利用强风化板岩较高的承载力,减少了桩用量,缩短了施工工期。