模块化建筑刚性桩复合地基共同作用试验分析

本文依据某模块化示范楼,制作了简化后的1∶10的模块化建筑刚性桩复合地基的室外缩尺模型,考虑了上部模块结构与地基基础共同作用。通过模型试验分析了上部模块刚度变化对上部模块钢柱、筏板基础和刚性桩复合地基各受力体的影响。结果表明:模块化建筑中部柱轴力>边部柱轴力>角部柱轴力;随上部模块刚度的增加,中部柱轴力逐渐减小,边部柱和角部柱轴力逐渐增大;筏板基础中部沉降最大,边部沉降最小,整体沉降随上部模块楼层的增加逐渐增大;角部桩身轴力>边部桩身轴力>中部桩身轴力,桩身轴力沿着桩深度方向先增大后减小;桩身上部一定范围内产生负摩阻力。分析结果能够为模块化建筑单元构件设计及刚性桩复合地基基础优化设计提供参考。

梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应

基于工程实例,采用反应谱方法、时程分析法对梁系平面刚度偏心分布高桩平台结构地震响应规律进行分析研究。结果发现:横向地震作用下,反应谱法和人工波时程分析法计算结果较为接近,天然波时程分析法结果则因选波呈现差异;桩基二维、三维模型计算结果较为接近,横梁二维、三维模型剪力峰值计算结果接近,弯矩峰值结果差异大。纵向地震作用下,三维反应谱法和人工波时程分析法计算结果接近。不同计算模式对比表明三维反应谱法适应性较好。抗震设防烈度大于7度时,该类型平台结构桩基不宜选用PHC桩。对梁-板连接刚性系数λ进行参数分析表明:λ变化对横梁、纵梁内力的影响大于对桩基的影响,对纵横梁弯矩的影响大于对剪力的影响,且纵向地震作用下影响程度大于横向地震。说明板、梁之间的约束状态改变了结构的刚度分配情况,进而对结构的地震效应产生规律性影响。

城际铁路单跨门式刚构设计研究

结合工程设计实例,通过调整刚构的墩高、桥墩壁厚及承台底边界条件来改变结构刚度,研究单跨门式刚构刚度对桥梁结构受力的影响。结果表明对于单跨门式刚构桥,桥墩刚度对于梁部受力影响较小;桥墩刚度越大,桥墩的恒载弯矩越大;承台底的边界条件对结构体系内力影响较大,应考虑桩土相互作用的影响;m值越大,墩顶恒载弯矩越大,主梁梁端恒载负弯矩绝对值越大,整体温度、梯度温度效应对应的弯矩也越大,应考虑不同m取值下结构内力差异,并按照最不利结果进行设计。

嵌岩桩荷载传递函数及非线性桩刚度确定方法

以桩基荷载传递理论为基础,结合杭州恒隆广场试桩静载荷试验数据,开展了深埋岩层钻孔灌注桩力学特性研究。分析了土层与岩层桩基侧阻力及岩层端阻力随荷载增加的演进过程和发展趋势,并建立了具有场地代表性的荷载传递函数组。研究表明,深埋岩层钻孔灌注桩适合采用荷载传递函数描述其单桩力学特性;通过选择合适的函数形式,可以根据试桩数据拟合得到同一场地不同岩土层的桩基荷载传递函数组;进而可建立不同位置、不同嵌岩深度桩基的桩顶荷载-位移曲线和桩顶荷载-桩刚度曲线。通过与实测结果对比,采用荷载传递法得到的桩刚度曲线与实测结果较为吻合,可用于计算群桩基础反力及嵌岩钻孔灌注桩的变刚度调平设计。

高层建筑的刚性桩复合地基实例分析

针对素混凝土刚性桩复合地基成桩工期长,在流塑性厚软土层中成桩质量差、极易出现窜孔或超灌等问题,论文介绍实际工程案例中,采用预制劲性体刚性桩作为复合地基的竖向增强体,并通过静载试验检测其复合地基承载力满足设计要求。同时也指出劲性体桩属于挤土桩,在施工过程中易出现桩体上浮问题,并提出预防措施及处理方法。

高承载素混凝土桩复合地基现场试验研究

某高层建筑采用素混凝土桩复合地基。基坑开挖后,进行了多项原位载荷试验以及桩、土应力测试;在建造过程中,进行了沉降观测,并对复合地基应力变化做了跟踪测试。基于试验数据,对复合地基的工作机理、荷载分担特性、桩身应力分布特征、基础沉降特点等进行了分析,并探讨了桩底后注浆工艺对复合地基工作性状的影响。研究表明:素混凝土桩复合地基具有高承载力和低变形的性能;非挤土成桩工艺增强体,对桩间土也具有加固效果;采用桩底后注浆工艺,可提高复合地基承载力、减小变形,加固效果在高荷载水平下较好;基础底板及上部结构刚度对桩的不均匀受力具有一定的调整能力。提出了根据荷载和地基反力分布状况,采取针对性的变刚度调平措施的建议。

半空间地基中虚土桩模型的精度分析及应用

对虚土桩模型求解半空间地基上刚性圆板垂直振动特性的精度及应用进行研究.首先将刚性圆板正下方直到基岩的圆柱形土体看作虚土桩,通过求解桩土耦合振动,得到了简谐荷载作用时刚性圆板下均质滞回材料阻尼土体振动位移解,进一步利用该解,根据桩土接触面的边界条件来考虑桩土耦合作用,求解虚土桩的动力平衡方程,进而得到了桩土体系的定解.然后将虚土桩模型得到的刚性圆板的动力特性与现有精确解进行对比分析,结果表明本文解与现有精确解较吻合,具有足够高的精度.最后讨论了主要参数对虚土桩顶复刚度的影响.

变刚度刚性桩复合地基上筏板基础的计算方法

建立了变刚度刚性桩复合地基的桩-土体系近似分析模型,并采用无单元法模拟筏板,有限元方法模拟褥垫层,将三者耦合建立了刚性桩复合地基筏板基础的一种计算方法.根据大比尺模型实验的结果,对该方法的合理性和可行性进行了论证.

大直径钢管桩承载力的分析

基于载荷传递因素 ,对大直径钢管桩承载力和单桩轴向刚度变化进行详细分析 ,对大直径钢管桩在实际工程应用具有理论参考价值。

刚-柔性桩复合地基中承载性状原位试验研究

为了研究刚-柔性桩复合地基在长期荷载作用下应力场的分布规律,在温州地区开展了原位足尺试验。试验结果表明,地基应力分布与上部结构刚度有关,当上部结构层数较低时,桩间土承担了较高的荷载份额;当上部结构层数较高时,刚性桩和柔性桩桩顶均出现应力集中现象.复合地基中不同部位桩应力随层数增加呈现出不同的变化规律,褥垫层的设置可以减小不同部位桩的应力差异,刚性桩荷载分担比在无褥垫层时比有褥垫层时要大得多.

对桩竖向弹性刚度的讨论

我国《动力机器基础设计规范》(GB50 0 4 0 96 )确定桩的竖向刚度时采用刚性桩的设计理论。对桩土体系采用多质点离散化模型对桩的刚度进行了分析 ,指出 ,按刚性桩的计算结果过于偏大 。

刚性桩复合地基理论及其在广东地区的应用

针对目前刚性桩复合地基现行设计方法的不足,根据刚性桩复合地基桩土的荷载分担情况,通过桩身刚度、桩间土的刚度及桩顶砂垫层厚度等影响因素的分析,提出一种既考虑力的平衡、又考虑变形协调的刚性桩复合地基设计新方法。该方法在广东地区几个项目的应用结果表明:所提出的计算方法是合理可行的。采用刚性复合地基的沉降量与通常桩基础比较没有明显的差别。

考虑土体小应变特性的桩基动刚度拟静力计算方法

上部结构受力验算需要用到下部基础刚度作为弹性边界条件,而桩基的刚度又受到土体刚度非线性的影响。本文采用拟静力方法计算桩、土和承台共同作用下的整体三向动力刚度,并引入土体小应变刚度的简化分析模型考虑土体刚度非线性对桩基刚度的影响。通过桩土相互作用模型中"受力变形平衡-土体刚度与应变协调-受力变形平衡"的循环计算,实现对土体在小应变水平下刚度非线性弱化特性的模拟,最终达到模型力学平衡与土体刚度水平的协调,从而得到桩基的拟静力刚度。在有限差分软件中实现上述算法,并对某工程柱下单桩和群桩基础整体三向刚度进行了大规模的计算应用。研究表明,采用本文提出的考虑土体与应变特牲的桩基动刚度拟静方法所得到的结果可为上部结构受力分析提供合理的计算参数。

变刚度刚性桩复合地基抗震性能研究

为了研究变刚度刚性桩复合地基的抗震性能,利用ANSYS分析软件建立了两种不同类型变刚度刚性桩复合地基及上部结构的有限元模型,采用时程分析法对变刚度刚性桩复合地基进行地震响应分析,得出了这两种变刚度刚性桩复合地基在地震作用下的桩体位移、内力最大值分布规律.结果表明,长桩的最大内力值远远大于短桩,大直径桩的最大内力值远远大于小直径桩,在抗震设防地区采用变刚度刚性桩复合地基需加强长桩和大直径桩的强度设计,并通过对比指出变桩长方案的刚性桩复合地基在同等经济条件下抗震性能优于变桩径方案.

基础刚度对刚性桩复合地基三维性状影响分析

采用通用有限元程序ANSYS,建立刚性桩复合地基三维群桩的有限元模型,研究了基础刚度对地基承载力和变形、不同桩位桩身应力、不同区域桩间土附加应力、桩土应力比等的影响.研究表明,地基承载力随着基础刚度的增大而提高,达到一定值以后变化不大;中桩桩身应力随着基础刚度的增加逐渐减小,而边中桩和角桩的应力则随基础刚度的增加逐渐增大;不同桩位桩身应力随着基础刚度的增加,差异逐渐显著;桩间土的附加应力随着基础刚度的增加逐渐减小;不同区域桩间土的附加应力随基础刚度的增加差别变大,基础边缘应力大于基础中央区域;桩土应力比随基础刚度的增加迅速增大,最后逐渐趋于一定值.

两段变直径桩的解析分析及工程应用

桩在水平荷载作用下的内力与位移计算,桩基设计规范推荐使用m法。m法的缺点是,当为了显著增大桩的水平承载力而在靠近承台的区域将土进行换填时,该处的土实际的刚度与其假定相距甚远。采用2K法进行水平荷载作用下桩的内力与变形分析,重点把握土的两个侧向弹簧刚度。2K法在工程中的应用是广泛的:承台附近土换填或加固,或将桩顶附近弯矩较大的桩身部分设为更大的直径,上段桩土弹簧刚度将增大,在一定的水平荷载作用下,桩顶位移将减小,桩的水平承载力得到提高而节省工程造价;如果在计算模型中未建立桩单元而欲求得桩顶反力,则采用变直径桩解析分析获得的位移函数和内力函数可计算桩的内力用于配筋;对于箱型基础、大型筏板基础,可较为精确地考虑其对桩顶的嵌固作用而提高桩的水平承载力;上部结构的刚度使得桩顶部有侧向支撑,桩身弯矩变小,也可优化桩基设计;对于桩基上的动力机器和块式基础,可以认为块式或承台是上段大直径桩,由此获得的上段桩侧向土弹簧刚度将非常可观,可用于优化桩基设计。如果考虑将桩建入计算模型,可以通过本方法得出的四个刚度参数输入到弹簧支座刚度矩阵中,能够节省桩建模及其内部单元带来的大自由度,计算模型更容易维护,其这也是一体化建模发展过程中的一个重要里程碑。

抗滑桩治理边坡的优化

对于目前在边坡治理中采用的阻滑桩,通过设置双向固端,考虑被挤压土体在边坡滑动中的积极作用,提出了受力单元的筏板、变刚度桩、土体形成一个"弱刚体",共同抗力的假设,来进行分析被挤压土体在阻滑桩中所起到的积极作用,并通过理论计算来佐证。同时,从能量的角度分析了本文提出的方法的经济合理性。

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。

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。

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,选择了柱下集中布置抗压桩,抗拔桩均匀布置方案。最后简单介绍了试桩、桩身完整性检测以及桩身设计要点。