基于桩-土界面剪切特性的单桩沉降和承载问题研究

近年来,西北地区出现了许多高填方场地,为减小建筑物基础的不均匀沉降,基础类型广泛使用桩基础。与一般场地不同,黄土填方场地中的单桩桩周土受力后仍会产生较大的变形,该类场地单桩沉降机制复杂。桩顶总沉降计算是桩基设计的重要依据,为此,建立了高填方黄土场地单桩桩顶总沉降计算模型。基于传统的荷载传递法和剪切位移法,分别考虑桩-土界面的桩-土相互作用和桩-土界面外剪切带土体的剪切变形。依据桩端边界,将单桩类型分为摩擦桩和端承摩擦桩,分别建立桩周土弹性阶段和塑性阶段的桩身位移控制微分方程,结合边界条件进行求解,得到桩身位移、轴力、侧摩阻力,并通过弹塑性理论求解了桩周土剪切带土体剪切变形,进而通过叠加原理求得桩顶总沉降。用桩长与桩周土塑性发展深度的比值,定义了桩基承载力安全系数K。通过算例分析与现场试验数据对比分析,研究结果表明:使用新的模型计算得到的桩顶总沉降与现场试验结果相近;当桩顶荷载较小、桩周土处于弹性阶段时,桩端边界对桩身轴力、位移和侧摩阻力影响很小,但桩周土进入塑性滑移阶段后,桩端边界的影响开始变大,考虑桩端土的承载能力会极大提高单桩极限承载力;建立了将荷载传递法和剪切位移法综合起来的计算模型,不仅可以考虑桩-土界面的相对滑移,还可以计算桩-土界面外土体剪切带的剪切变形,使得桩顶总沉降计算更加精确,可为类似场地中单桩沉降的分析与控制提供一定的参考。

高铁桥梁补桩后桩基沉降数值模拟

以某既有线铁路桥梁桩基补桩工程为研究对象,介绍了地基的地层情况,采用有限元软件分析了帮宽补桩自重工况和活载工况下桩基及承台的沉降。结果表明:①在帮宽补桩自重工况下老桩最大沉降为1.4 mm,新桩沉降分别为1.8 mm和1.9 mm,相邻的新老桩基最大沉降差0.5 mm,满足规范限值要求;旧承台边缘位置沉降0.15 mm,帮宽承台边缘沉降2 mm,桥墩所在位置沉降1.35 mm;新老承台接缝面最大主拉应力为0.334 MPa,满足规范中混凝土抗拉限值要求。②在列车活载作用下:在荷载达到8000 kN时,桩基沉降最大值为3.07 mm,最小值2.77 mm,在桩基沉降最大值达到2 mm时,荷载为6405 kN。

220 kV变电站场地地基单桩沉降时间效应数值模拟

以某地区220 kV变电站场地地基单桩作为试验对象,构建桩土系统相互作用模型,利用行波分解的波动分析程序,通过拉普拉斯变换、波动分析程序和梯形积分等方法求解出相关数值,模拟静荷载作用下桩土参数、弹性模量、下层土厚度、蠕变量对220 kV变电站场地地基单桩沉降时间效应的影响。试验结果表明:桩土参数对220 kV变电站场地地基单桩沉降的影响较大,地基单桩周围土体受到地基单桩桩顶静荷载力作用时,随着时间增加,会发生一定幅度的沉降,当桩侧土体剪切波速最大时,短时间内单桩桩顶沉降量会趋于平稳且沉降量最小;内摩擦角和地基单桩沉降量成反比;当弹性模量增加时,单桩桩顶沉降量会随之降低;下层土厚度与沉降稳定时间成反比;蠕变量随自重应力作用时间增加而逐渐降低,当作用时间为2000 d时,桩顶沉降量最大。

基于Q-s曲线的大型LNG储罐桩板基础沉降计算方法

试桩Q-s曲线体现了现场桩基荷载和沉降的关系。文章以某LNG储罐桩板基础为背景,提出利用Q-s曲线求出桩端土层变形模量的方法,并考虑桩板共同作用的求解桩板基础沉降的方法。该方法将桩基模拟为非线性弹簧,弹簧刚度取自Q-s曲线,采用MIDAS进行建模求解,可得到设计需要的筏板和桩基的沉降等高线图以及轴力和弯矩图,用于指导设计。与仅考虑线性地弹簧系数的规范方法进行对比,该方法精度更高,与实际情况更加相符。该方法可针对不同位置的桩基输入不同的非线性弹簧,可用于解决复杂不均匀地层桩筏基础沉降计算的问题。

多层工业厂房桩基沉降特性研究

多层工业厂房通常需要承载能力强、稳定性良好的深基础,而桩基正好可以满足该项要求,已经基本成为建筑建设最常用的基础形式之一.然而对于多层建筑,在桩基施工过程中难免会因各项因素影响,导致出现不同程度沉降现象,一旦沉降偏离预期,就可能会导致建筑上部结构产生不同程度的损坏.为能给后续地面施工提供信息参考,重点对桩型分类进行了阐述,然后分析了桩基沉降特性,特别研究了沉降过程,并以典型的群桩沉降为例进行沉降特性探讨,最后提出了优化桩基刚度分布特征、规范桩基施工过程等相关控制措施,以从根本上保障建筑建设质量.

桥梁设计过程中桩基沉降问题研究

在我国建筑工程行业快速发展的过程中,桥梁工程领域随之发展壮大。在整个桥梁工程结构中,桩基结构属于其中较为重要的一个部分,桩基的设计效果对于整个桥梁工程结构的稳定性会造成直接的影响。如果桩基设计存在任何的问题,那么必然会导致桥梁结构出现变形的情况。所以针对桥梁工程结构设计工作需要加以重点关注,从各个细节入手来对沉降问题加以规避,保证桥梁桩基的质量。

不同群桩沉降计算方法在崇明岛水闸工程中的应用分析

分别根据设计规范中主要推荐的等代墩基法、依据Mindlin解的Geddes法及等效作用分层总和法计算上海崇明老滧港南闸的群桩沉降,并与实测成果对比分析,结合各计算方法的特点,验证了各方法在本地区的适用性,最终证明等效作用分层总和法的计算成果与实测结果最为接近,但各方法的沉降计算成果都比实测值偏大。

桥梁桩基不均匀沉降分析及加固措施

以某高速公路预应力钢筋砼准连续T梁桥为例,通过分析盖梁墩柱裂缝特征、支座变形、上部裂缝等情况,初步判断为柱式墩桩基不均匀沉降引起,经计算分析并结合桥面线形、横坡测量、补充地质勘探,证实了桩基沉降引起开裂的推测。为避免桩基不均匀沉降进一步加剧,采用抬桩方式进行加固,重点介绍了抬桩加固设计要点及施工要点,并提出施工过程需采取临时支撑、桩基宜采用低矮回旋钻成孔等措施。

建筑工程中CFG桩基检测技术研究与沉降分析

本文以实际工程为研究对象,对CFG桩施工过程中的检测方法及结果和后续施工阶段桩身沉降变形规律进行了深入分析。首先总结了适用于建筑桩基础的各项检测方法,并对研究对象所进行的桩基检测结果进行分析,结果表明CFG桩施工质量满足设计要求。在此基础上,对基坑沉降量随时间变化规律进行分析,发现了桩基沉降曲线存在沉降平台期、沉降异常点等情况。综合分析发现地下水波动会对桩基沉降量产生明显的规律性影响。因此,本文为建筑桩基础应力变形规律的研究提供了一定程度上的理论支持。

高层建筑桩筏基础沉降后浇带浇筑时机分析

现代高层建筑的平面设计中,为更好的满足工程特定功能需求,并展示出独特的外观形态,设计师们经常通过一种组合式,将主楼与裙楼布局紧密结合起来。这种设计手法,虽然在视觉感官,以及使用功能上带来诸多益处,但也带来了一个技术难题。由于主楼与裙楼在高度上有着明显的差异,加之上层结构在这两部分的荷载分配存在不均匀现象,使得整个建筑的地基基础面临极大的考验。因此,必须掌握科学后浇带浇筑时机。本文将结合实际案例,探讨高层建筑桩筏基础沉降后浇带浇筑时机。

不良地质条件下桩基础沉降稳定性分析

以实际工程为研究对象,通过对桩基础沉降量计算过程、静载荷试验成果及桩基础监测数据等多种数据进行联系分析,明确了软土地层中桩基础沉降的主要影响因素,进而指导了不良地质条件下的桩基础选型工作开展,所得主要结论如下:软土地层中的桩基础沉降量主要受软土物理力学性质尤其排水固结性质(内因)及建筑物上部荷载变化情况(外因)联合控制。同时,深入研究了软土地层下桩基础沉降稳定性计算及验证等过程的重点内容。研究内容对于后续类似工程的开展具有一定指导意义。

考虑桩身压缩的综合系数法计算超长桩基础沉降

实测表明,超长桩基础的桩身压缩量占总沉降量很大比例,因此,等代墩基法刚性体的假定不符合实际,需要一种考虑桩身压缩量的方法来计算超长桩基础沉降。通过对现有超长桩实测数据的分析,得到了嵌岩桩桩身压缩系数拟合方程,同时得出了非嵌岩桩桩身压缩系数约为0.5;推出桩侧沉降比和桩端沉降比,并编制了Matlab计算程序。最后通过工程实例计算考虑桩身压缩的超长桩基础沉降,计算结果与实测结果相吻合。

高速铁路沉降控制复合桩基的性状试验研究

基于沉降控制设计理念,无砟轨道京沪高速铁路地基处理采用筏板+垫层+疏桩的方法,形成复合桩基以实现有效减少工后沉降和充分利用地基承载力的优化加固方案。为探索该新方法沉降控制机制,选用CFG桩开展了复合桩基现场试验研究,对复合桩基在高速铁路路基填筑、静置、预压卸载过程中的地基沉降变形、桩和桩间土土压力、筏板顶与底部压力进行了长期观测,分析了路基沉降变形、桩-土应力比和荷载分担比以及筏板的受力随填筑高度和固结时间的变化规律。研究表明:筏板+垫层+疏桩联合加固地基方案在初期充分发挥了桩间土承载作用,导致桩与桩间土产生差异沉降;随着垫层的调节作用,筏板可集中发挥桩体的承载能力及显著提高桩顶应力集中程度,地基土沉降主要发生在加固区范围内,从而揭示了复合桩基在路基荷载下的承载机制和变形特性。现场试验结果可为指导高速铁路CFG桩复合桩基设计参数的进一步优化提供试验依据。

使用Geddes应力系数公式求解单桩沉降

对运用Geddes应力系数公式求解单桩沉降进行了讨论，针对运用过程中的经验性问题进打了分析，提出了“基点”的概念，对现有分配系数的求解方法进行了改进.

基于实测沉降比的群桩沉降分析

由于单桩试桩曲线包含了丰富的桩土相互作用信息,在一定程度上直接反应了现场土质的力学性态,所以提出利用单桩静载试验来推求群桩沉降.考虑到目前桩基理论计算出来的相互作用系数夸大了群桩间的相互作用,因此收集了77组单群桩沉降实测资料,利用其中71组进行统计分析,得到了群桩沉降比公式,对其余6组进行实例分析,结果表明该方法合理,具有较强的适用性.

层状地基中考虑桩端应力扩散的单桩沉降计算

针对现行单桩沉降计算方法没有考虑桩端应力扩散效应的问题,基于虚土桩模型,提出一种考虑桩端应力扩散效应时层状地基中的单桩沉降计算方法.在土层处于弹性状态下,桩侧土采用双折线模型,桩端土采用虚土桩模型并考虑应力扩散效应,利用荷载传递法,推导出层状地基中考虑桩端应力扩散效应时的单桩沉降计算公式.进一步讨论了该方法中弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、桩端土厚度和应力扩散角等参数对单桩沉降的影响.结合工程实测数据,对比了该方法计算的荷载-沉降曲线、由规范方法得到的荷载-沉降曲线和实测曲线,结果表明:考虑桩端应力扩散效应时单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法.

单桩沉降的一种解析解法

本文对桩侧及桩端采用不同的荷载传递函数 (t z曲线 ) ,并考虑桩侧土体强度沿深度线性变化的特性 ,推导了一系列单桩沉降的解析表达式 .计算结果可直接用于单桩分析 。

基于静荷载试验的群桩沉降简化分析

群桩沉降预测一直是桩基设计中的难点。本文通过对桩端桩侧性状进行分析,提出了一种群桩沉降简化分析方法。该法直接利用单桩试验预测群桩沉降,把桩端的荷载-位移曲线和桩侧的荷载-位移曲线从单桩静载试验曲线中分开,进而提出了桩端沉降比和桩侧沉降比并给出了计算公式。通常在工作荷载作用下桩端沉降比小于桩侧沉降比,如果把两者等同则会高估了群桩的沉降。对有软弱下卧层的情况,桩端沉降比可能比桩侧沉降比大,因此会低估了群桩沉降。最后通过实例对本文提出的方法进行了验证,表明本文方法切实可行。

群桩基础沉降计算中的若干问题

桩基的沉降变形不仅受制于地基土性状,也受桩基与上部结构共同作用的影响,可以说是桩基计算中最为重要、最为复杂的课题之一。本文根据竖向荷载下群桩沉降性状试验的实测资料,厘清了群桩沉降的基本构成,探讨了群桩沉降计算中的几个关键问题,即土中竖向应力的求解、压缩层厚度的确定、长桩基础沉降计算中桩身压缩量应予以考虑,并给出了相应的解决思路。