刚性筏板下群桩基础共同作用实用分析方法

为了分析实际工程中大规模桩筏基础荷载分担及沉降特性,基于桩-土-筏相互作用理论提出了在竖向荷载作用下考虑土体弹塑性的刚性筏板下群桩基础共同作用的实用分析方法.桩-土-筏相互作用包括桩-土、桩-桩、筏-土和桩-筏相互作用,土体弹塑性考虑了土体模量的双曲线型变化特性.通过对不同尺寸条件下桩筏基础现场实测案例进行分析,介绍了计算过程中相应土体参数的取值方法,并基于基础沉降及桩-土荷载分担比实测和计算值对比结果,验证了该计算方法用于分析实际工程中大规模桩筏基础的合理性.同时基于某工程桩基优化分析,其计算结果表明:考虑筏板的荷载分担能显著降低桩基用量,桩数降为原设计1/3左右时,基础沉降并不会显著增加.     

桩筏基础中筏板的分担荷载作用及影响因素分析

分析了桩筏基础中筏板的分担荷载机理,论述了影响筏板的分担荷载因素,为指导桩筏基础设计研究提供了参考。     

筏－桩－土共同作用分析方法

提出了一种分析筏－桩－土共同作用工作性状的实用计算方法—位移协调法［１］．该方法假定筏极与桩土地基位移协调，对矩形筏板根据其边界条件和变形性状采用一种双重三角级数位移模式．对拉土地基采用单桩计算方法—考虑桩压缩性的位移协调法［１，２］，分析桩土之间的相互影响。根据位移协调条件和力平衡条件建立筏－桩－土共同作用的分析方程．可求解筏板与桩土地基之间的接触应力、桩土地基的应力及沉降、筏板的沉降、弯矩、扭矩及应力和桩筏基础对周围环境的影响等．文中对桩筏基础、片筏基础及性承台的分析与设计具有理论与实用价值．     

高速铁路桩筏结构的筏板合理设计研究

桩筏结构在高速铁路中的应用较多,但理论研究滞后于工程实践.为得出高速铁路桩筏结构的筏板的合理设计,采用三维有限元软件ABAQUS建立了桩筏结构空间模型,仿真模拟了桩筏结构的应力和沉降,并对筏板沿线路纵横垂三个方向的受力特性与规律进行研究.在此基础上,分析比较了筏板在不同的筏板厚度及垫层厚度时的受力与沉降,从而得出最为合理的筏板厚度及褥垫层厚度,并得到如下结论:1)筏板在桩筏结构中应按抗弯部件设计;2)筏板厚度的增加使得其所受应力呈指数下降;3)褥垫层厚度对筏板的竖向应力影响微小;4)褥垫层在桩筏结构中对缓解筏板竖向应力集中起到了一定的作用.本文研究结论为今后桩筏结构的设计及数值模拟提供了参考.     

不规则平面桩-筏基础优化的一种简化方法

基于桩 筏基础荷载传递的局部化特性 ,提出了一种简化分析方法 ,即采用悬臂梁比拟筏板与柱周围各桩之间的联系 ,进行桩顶沉降计算 ,再用差分法计算筏板弯矩 .建立了同时考虑桩的弹性支承性质和桩间土参与共同工作的不规则桩 筏基础优化设计数学模型 ,并采用变容差主动约束可行方向法对一实际工程进行优化设计 .     

桩基承台和筏板的空间桁架设计方法研究

基于桩基承台的空间桁架传力机理,进行了承台斜压杆应力场的模拟试验。分析了承台及其斜压杆承载力的影响因素,导出斜压杆承载力计算公式,并提出了桩基承台和筏板的空间桁架设计方法及建议。     

高层建筑超长桩箱基础的现场测试

进行了国内外罕见的高层建筑超长桩箱基础的现场实测研究,实测研究证明:轴线桩的设计可以大大减薄箱基底板的厚度;高层建筑群桩基础对箱形基础的刚度是有影响的;桩箱基础的底板弯矩可按局部弯曲计算;温差引起的高层建筑箱基底板钢筋应力的变化不容忽视;常规设计的桩箱基础的桩间土从施工开始分担上部荷载的工作机理,应是桩箱(筏)基础的变形控制设计的研究基础.     

高层建筑桩筏基础中筏板受力数值模拟研究

建立了粉煤灰地基上高层建筑-桩筏基础-地基共同作用的数值分析模型,通过模拟不同距径比和桩长的桩筏基础,研究了筏板的受力响应问题。数值模拟分析表明在上部结构荷载作用下筏板及桩体周围的位移量较大,离桩筏基础越远位移量越小,筏板的沉降呈盆状;桩距径比越大筏板沉降量越大,桩长越大筏板沉降量越小。由于桩体轴力的作用,筏板边缘桩体位置处的剪应力出现集中,且筏板负弯矩有极大值;筏板内弯矩随着上部结构荷载的增大而增大;桩距径比越大筏板内的弯矩越小,桩长越大筏板内的弯矩越大。     

深厚软土地基桩筏基础筏板厚度承载特性试验

为了获取内陆深厚软土地区桩筏基础复合地基承载特性,通过几何相似比为1∶10的物理模型试验研究和数值模拟,在试验中对基础的沉降、土压力、筏板内力及桩顶反力等数据进行采集,研究了不同工况下内陆深厚软土地基桩筏基础不同筏板厚度的承载变形特征.结果表明:桩筏基础的沉降分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和破坏阶段;加大筏板厚度对于筏板相对刚度具有较大影响,筏板相对刚度处于刚性状态时加大筏板厚度能有效降低总体沉降,并减少差异沉降;加大筏板厚度后,筏板和板下土体更多地承担了荷载;板下地基反力呈现四周大、中心小的趋势.     

考虑筏承担荷载的桩筏基础设计方法探讨

减少沉降的桩基设计理论和设计方法已经得到了成熟的应用和广泛的认可。笔者根据多年来的设计实践,对该理论进行的深一步的探索,提出考虑筏分担荷载的桩筏基础设计方法,以期更达到减少桩数和承台厚度,满足工程要求并节省工程投资。     

承台宽度对疏桩复合基础影响的数值模拟

疏桩是一种新兴的桩基形式，影响疏桩承载性状的因素很多。工程设计中承台宽度是一项重要的因素。通过ANSYS数值模拟，计算了薄软土层条件下承台宽度在0．5－3．0m范围内变化时，疏桩复合基础承载性能的差别，桩和土承载性能的分担比等，得出合理的承台宽度值。     

复杂工况下人工挖孔桩基础处理与监测分析

结合复杂工况条件下的典型的桩基工程实例,分析了在管涌条件下桩基处理方法。该实例在充分利用已施工的人工挖孔桩的基础上,将原设计人工挖孔桩基础改为桩筏基础;并在桩筏基础与地基共同作用计算的基础上进行了设计。在施工期间对基桩桩身应力、筏板主筋应力、筏板下土压力及基础沉降进行了严密的监测。监测结果表明桩筏基础存在一定的沉降差,筏板基础内力远小于设计值,经基础局部加强后保证了这个项目的顺利实施,使用效果表明基础处理方案达到了设计预期,该实例基础处理方法和监测结果对同类工程项目具有重要的参考价值。     

高层建筑桩筏基础变刚度调平设计应用

针对高层建筑桩筏基础的差异沉降控制问题,最新修订的《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008提出了变刚度调平设计新理念.群桩基础变桩长、变桩距是变刚度调平设计手段之一.在7组变刚度物理模拟试验及ANSYS有限元分析3组数值模拟试验的基础上,用MATLAB对数据进行回归分析,得到变刚度群桩基础沉降的计算公式,推导出物理模型试验的相似准则方程,对某高层变刚度布桩基础进行了沉降预测分析.实测沉降结果表明:变刚度沉降计算方法比《建筑桩基技术规范》更接近实际,可为变刚度调平设计工程提供有益借鉴.     

基于差异沉降最小的桩筏基础分布分析

利用桩筏基础分析方法,对层状地基上不同布桩方式的桩筏基础进行计算,给出无量纲化的计算结果,并分析与探讨了布桩方式对桩筏基础的平均的沉降,差异沉降,筏板的负荷承担比和筏板弯矩的影响特征。     

砂土中桩筏基础承载力的模型试验研究

本文设计一个试验模型来研究桩筏基础的承载力,对桩身轴力和桩顶反力、桩侧摩阻力、桩筏基础的沉降和承载力进行了细致的研究。试验结果表明：桩顶反力中心桩最小、边桩稍大、角桩最大;桩侧摩阻力的强化效应和退化效应同时存在;群桩基础的承载力一般由沉降控制。     

基于节约理念的带桩筏基设计方法

采用线性扩展Drucker-Prager模型对带桩筏基下的地基土进行弹塑性模拟,建立了带桩筏基系统的ABAQUS程序三维有限元模型.模型中桩和土采用空间8节点实体单元模拟,筏板采用4节点厚板单元模拟,并采用三维有限元-接触面单元相耦合的数值方法来模拟桩-土体系,经分析计算得到了带桩筏基的一些工作特性.在此基础上结合《建筑地基基础设计规范》,改进了复合桩基的设计方法,提出了"三阶段"设计理念,并将其应用于工程实例,证明了两种方法的可行性.实例分析结果表明,复合桩基和"三阶段"设计方法较常规设计方法经济,是一种实用的带桩筏基设计方法.     

剪切波作用下桩筏基础的动力响应研究

对垂直传播的剪切波作用下桩筏基础的动力响应进行了数值分析.采用薄层元素法和有限单元法建立了土、桩和筏板三者之间的相互作用分析模型,着重分析了桩筏基础的有效输入地动(即反映了筏板响应与自由场地面运动大小关系的水平和摇摆动力响应系数).对桩筏基础和群桩、筏板基础的水平和摇摆动力响应系数进行了比较,并讨论了桩的距径比、桩的长径比以及桩土弹性模量比对桩筏基础的动力响应系数的影响.结果表明,当桩的距径比较大时,忽略筏板的影响会导致对桩筏基础的动力响应系数的过小评价.     

高层建筑长短桩复合地基性状有限元分析

通过由长短桩复合地基处理高层建筑软弱地基的工程实例,利用有限元法分析了不同的上部结构刚度、长桩长度、长桩置换率、短桩置换率对长短桩复合地基的平均沉降、差异沉降、桩土应力比、桩土荷载分担比所产生的影响及规律。结果表明:上部结构刚度的变化对复合地基性状的影响是有限的;长桩长度在控制平均沉降,改变地基承载力和改善桩顶应力集中方面影响显著;长桩置换率存在一定的合理取值范围;短桩置换率的变化对桩土应力变形影响不大。分析结果能为长短桩复合地基进一步优化设计提供参考。