沉降控制复合桩基的试验研究及适用范围探讨

沉降控制复合桩基在上海软土地区得到了广泛的应用,但某住宅小区由于其地质条件的特殊性,不能满足上海市< 地基基础设计规范>(DGJ08-11-1999)中沉降控制复合桩基对桩端持力层的特定要求,超出了其适用范围,通过多组原位试验研究,探讨了沉降控制复合桩基在这种特殊地质条件下桩土共同作用的工作机理,分析了在这种地质条件下应用沉降控制复合桩基的可行性.     

明特林法计算桩沉降量中的一些探讨

随着上海地区高层,超高层的日趋增多及沉降控制复合桩基的出现,按明特林法计算桩基沉降的结果较实本基础法更接近实际情况,就明特林法计算桩基沉降中的一些问题进行了探讨,使计算结果与实际试桩结果更为接近。     

复合桩基设计与沉降分析

介绍了复合桩基的设计理论和步骤,分析了复合桩基的沉降发展过程,用Geddes应力解的分层总和法计算桩群分担荷载所引起的地基沉降,以Boussinesq应力解的分层总和法计算承台下土分担的荷载所引起的地基沉降,将二者之和近似作为复合桩基的沉降。对某住宅楼基础采用复合桩基设计,布桩数约为常规桩基设计的1/3,节约造价近35％。复合桩基最大沉降量较常规桩基设计大,但仍在基础容许沉降范围内。     

长短桩组合多元复合桩基技术的应用研究

论述了长短桩组合多元复合桩基的设计原理,分析了复合桩基承载力和地基沉降的计算方法。并结合灰砂桩与CFG桩组合桩基处理工程实例,介绍了按长短桩多元复合桩基设计计算、施工技术和处理效果。实践证明,长短桩复合桩基组合形式多样,不受桩型选择限制,可实现单元组合或多元组合,它能充分发挥桩间土、短桩和长桩三者的潜能,大幅度地减少了长桩的用量,确保地基承载能力,并可有效地控制基础整体沉降和差异沉降,其应用前景广阔。     

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。     

沉降控制复合桩基设计法的应用及有限元分析

常规复合桩基设计方法通常只考虑桩的承载作用,忽略了桩间土的承载作用,使实际工程过于安全而造成不必要的经济投入。通过对软土地基的研究,提出了由容许沉降量确定桩数的复合桩基设计,即按沉降量控制的复合桩基的完整设计法,介绍了以沉降量为控制指标的设计原则和步骤,并用一个工程实例说明了该方法的计算过程,运用ABAQUS有限元软件对该工程进行了数值模拟计算。数值模拟计算的结果验证了该理论的合理性,最后将其与常规方法设计进行了经济比较,显示了前者有一定的经济优势。     

复合地基应用进展和发展趋势

简要介绍了复合地基技术研究概况,着重阐述了一些相关的概念如复合地基、地基处理、复合桩基、按沉降控制设计的疏桩桩基几个容易混淆的术语,并考虑土的结构性对复合地基沉降计算的影响,对复合地基的发展趋势提出了几点看法.     

南京地区复合桩基设计思考

根据笔者参与设计的南京地区复合桩基工程实例,对复合桩基的设计方法和适用情况等作了进一步的探讨,重点分析了复合桩基单桩承载力的确定、桩的布置及施工、桩基优化设计、沉降预测和安全系数等方面的内容,对推广复合桩基更为广泛的工程应用,具有积极的实际意义.     

用换填法及刚性桩复合地基处理桩基质量事故

通过对某一工程桩基质量事故的分析,提出了一种经济合理有效地处理方案。该方案在充分利用原有桩基的同时,用人工级配的砂石料对原设计基底土进行换填,组合成刚性桩复合地基,有效地提高了地基承载力,使建筑物的沉降控制在允许范围内。     

新书介绍

《复合地基设计和施工指南》复合地基技术是一门正在发展的技术,已在我国土木工程建设中得到广泛的应用,产生了良好的社会效益和经济效益。为了总结、推广复合地基技术,促进其在工程中的应用,由浙江大学龚晓南教授组织专家编写。全书共分十五章,包括:总论、复合地基承载力和沉降计算概论、复合地基设计若干问题、水泥搅拌桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基、振冲碎石桩复合地基、振动挤密砂石桩复合地基、夯扩挤密桩复合地基、强夯置换碎 石墩复合地基、灰土桩复合地基、低强度桩复合地基、以沉降量为控制指标的复合桩基设计、长短桩复合地…     

考虑基坑开挖影响的群桩基础竖向承载性状数值分析

对土体采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,用接触面单元模拟桩-土相互作用,利用ABAQUS建立桩筏基础--地基--基坑开挖三维有限元分析模型。对基坑开挖影响下的群桩基础竖向承载性状进行了分析,讨论了桩顶反力分布、桩身轴力、桩侧摩阻力以及开挖引起的桩身水平位移及其弯矩的变化规律,并进行了考虑基坑开挖与不考虑基坑开挖的群桩基础竖向承载性状的对比分析。通过研究,取得了基坑开挖对高层建筑桩筏基础影响的基本认识,这些认识对于改进桩筏基础设计理论有一定的参考意义。     

Design and Construction of a Piled Mountain with Engineered Municipal Construction Waste over Soft Clay

The deformation mechanism of engineered municipal construction waste (EMCW) is complicated and different from that of the traditional soil. A series of field tests and field measurements were performed on the piled mountain project to investigate the deformation characteristics of EMCW during the construction waste accumulation. Experimental studies revealed that EMCW was defined as a kind of heterogeneous soil with well-graded soil. The coefficients of uniformity were all greater than 10, while the coefficients of curvature were between 1 and 3. The permeability had approximately the same performance as the sandy gravel did. The field test results showed EMCW had the characteristics of small deformation and the time effect of loading. The p–s curves indicated that the bearing capacity of construction waste improved after 1 year’s filling. These phenomena were mostly caused by the complexity, diversity, and inhomogeneity of EMCW. According to the proposed control standards of settlement and lateral deformation, as a method of foundation treatment, EMCW was an effective way to build a large piled mountain on soft soil foundation.     

软土地基邻近堆载对桥梁桩基偏位的影响研究

在软土地基中,邻近堆载不仅将引发桥梁桩基发生侧向偏位,还将导致桩身产生附加弯矩,这对于桥梁的安全使用将产生极其不利的影响。通过对具体工程实例的介绍,利用有限元分析手段,并结合现场桩基偏位的实测结果,对邻近单侧堆载及双侧堆载所引发桩基偏位情况进行深入剖析。通过分析结果可知,在单侧堆载的作用下,桩基将产生侧向偏移及附加弯矩,且反弯点位于软土层与硬土层交界处附近,严重时将导致桩顶区域发生开裂破坏;在双侧堆载的作用下,桩基的偏位情况取决于两侧的堆载作用,而双侧卸载对桩基偏位影响较小,但对缓解桩身附加弯矩具有显著的作用。     

控制差异沉降的桩筏基础桩径优化分析方法

桩径优化是桩筏基础以差异沉降最小化为目标的基础优化分析的重要组成部分。基于桩筏基础通用分析方法,结合遗传算法提出了包含非线性约束条件的以差异沉降控制为目标的桩筏基础桩径优化分析模型,并给出了优化分析的实施步骤。通过示例说明了桩径优化的实施情况,对比给出了优化前后基础沉降、桩基荷载分布与筏板分担比、筏板弯矩和剪力结果。最后通过参量分析研究了筏板厚度、桩基参量和土体参量对最优桩径确定的影响程度,桩长和土体特性对桩径优化结果影响显著,而桩体材料特性和筏板厚度对桩径优化结果影响不大。     

Integral equation method for analysis of piled rafts with dissimilar piles under vertical loading

In a piled raft, the length and arrangement of piles has a significant effect on the stresses and deflections of the raft. The use of piles with different dimensions and properties below a raft is an innovative concept and can optimize the design of a piled raft. In this study, an integral equation method with a fictitious pile model was adopted to analyze the piled raft foundation with dissimilar piles. The Fredholm integral equations of the second kind were obtained for this problem. The loads shared by piles and subsoil, the load transfer, and the settlement of the piled raft were obtained using numerical calculation. The results from the present method were compared with those in the literature. An optimization technique was introduced to design piled rafts with dissimilar piles. The stiffening effect of piles on the surrounding soil is also discussed as compared the conventional interaction factor approach.     

带桩筏基系统的弹塑性分析与设计方法研究

采用ABAQUS有限元程序中的线性扩展D-P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。经比较各种桩、筏基础的内力与沉降关系计算结果,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》(GB5007-2002),改进了传统的复合桩基设计方法,讨论了“三阶段”设计理念的可行性,并将其应用于工程实例。分析结果表明,改进的复合桩基设计方法和“三阶段”设计方法较常规设计方法更加经济合理。     

陆上风轮机梁板基础受力特性简化分析

提出一种多向荷载同时作用下的刚性桩筏基础简化计算方法,基于Mindlin解,分析桩顶面-桩顶面、桩顶面-土表面、土表面-土表面的相互作用关系。推导多向荷载下桩土体系柔度矩阵,得到刚性桩筏基础的受力和变形的关系,通过与有限元对比证明了文中方法的正确性,在此基础上对耦合荷载作用下的风机基础的受力和变形特性进行分析。研究表明,耦合荷载作用下风机基础将会产生竖向不均匀沉降,并会引起桩顶轴力的的巨大的差异。     

多向荷载作用下层状地基刚性桩筏基础分析

提出一种多向荷载作用下层状地基中刚性桩筏基础的计算方法。基于剪切位移法,采用传递矩阵形式分析了竖向荷载下桩顶面-桩顶面相互作用;引入修正桩侧地基模量,采用有限差分法分析了水平荷载下桩顶面-桩顶面相互作用;基于层状弹性半空间理论,分析了多向荷载下桩顶面-土表面、土表面-桩顶面、土表面-土表面的相互作用关系。建立了桩土体系柔度矩阵,得到了多向荷载下层状地基中刚性桩筏基础的受力和变形的关系以及桩的内力和变形沿桩身分布规律。通过与有限元对比,验证了该方法的合理性和修正地基模量的优越性,并对多向荷载作用下的桩筏基础进行了计算分析,计算结果表明,水平力将会引起桩筏基础的倾斜。     

桩箱（筏）基础刚度计算的改进及其应用

软土地区，桩箱（筏）基础是高层尤其是超高层建筑的首选基础型式。在桩箱（筏）基础刚度计算研究基础上，对桩箱（筏）基础优化设计进行探讨，力求将桩箱（筏）基础研究上升到优化设计的新高度。     

考虑流变与固结效应的桩筏基础-地基共同作用分析

土的流变性与地基固结的综合作用,导致了上部结构与地基变形的时效性,并呈现出明显的非线性,对桩筏基础与地基共同作用的工作机理及其工作性能产生重要影响。为此,采用弹黏塑性流变模型考虑土的流变特性,通过有限元方法数值求解Biot耦合固结方程,对桩筏基础与地基共同作用的时间效应问题进行了非线性数值分析。通过算例计算,对加载后桩筏基础荷载分配和沉降特性及下覆土层中孔隙水压力的扩散和消散规律进行了探讨。研究表明,地基孔隙水压力的增长和消散不仅具有Mandel-Cryer效应,而且依赖于土的流变变形,尤其在排水条件较差时更为明显。因此,在分析桩筏基础内力变形的时效性时必须考虑土的流变性与地基的固结作用的联合效应。