長短樁組合樁基礎(chǔ)工作性狀及工程設(shè)計問題研究.pdf

1、樁筏基礎(chǔ)設(shè)計與分析中經(jīng)常會遇到地基土中存在兩層或多層土層可作為樁端持力層的情況。采用支承于淺層持力層的短樁基礎(chǔ)往往會出現(xiàn)承載力滿足要求而沉降量過大的情況，尤其當(dāng)淺層持力層有軟下臥層時，這種現(xiàn)象更為顯著：而采用完全坐落于深層持力層上的全長樁基礎(chǔ)方案又常常會導(dǎo)致出現(xiàn)大量長樁或超長樁，使得施工難度及工程投資大大增加，同時上部淺層持力層良好的承載能力得不到充分利用，實為可惜。 長短樁組合樁基礎(chǔ)按沉降控制設(shè)計原理設(shè)置少量進(jìn)入深層持力層的長

2、樁以控制沉降，同時為利用淺層持力層良好的承載能力而設(shè)置部分短樁。長短樁組合樁基礎(chǔ)充分利用和發(fā)揮了長樁控制沉降的能力與地基土淺層持力層的承載能力。與常規(guī)設(shè)計方法相比，長短樁基礎(chǔ)減少了長樁數(shù)量，節(jié)省工程造價。 長短樁組合樁樁基礎(chǔ)作為一種新的基礎(chǔ)形式，提出了一系列新的問題，但目前國內(nèi)外尚未對其進(jìn)行系統(tǒng)深入的機(jī)理研究，更沒有形成比較完善的設(shè)計理論和計算方法。因此，為安全地推廣和不斷發(fā)展這種新型基礎(chǔ)，有必要對其工作性狀進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文采

3、用數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗及理論分析等研究方法，對長短樁組合樁基礎(chǔ)的工作性狀及設(shè)計方法進(jìn)行了分析、探討。主要內(nèi)容如下： (1)結(jié)合常規(guī)樁基礎(chǔ)分析方法和沉降控制設(shè)計理論，按照長樁主要控制變形、短樁主要提供承載力的基本思路，提出高層建筑長短樁組合樁基礎(chǔ)設(shè)計思想。 (2)根據(jù)一簡化計算模型，對長短樁組合樁基礎(chǔ)工作性狀進(jìn)行三維彈塑性有限元分析。著重對基礎(chǔ)整體沉降變形、樁身軸力、樁身側(cè)摩阻力、土中附加應(yīng)力場、土體位移場以及荷載分擔(dān)等進(jìn)行

4、了分析，分析結(jié)果可供理論研究和工程參考。 (3)在同濟(jì)大學(xué)巖土工程重點(diǎn)實驗室內(nèi)進(jìn)行了長短樁組合樁基礎(chǔ)室內(nèi)模型試驗。進(jìn)一步研究長短樁組合樁基礎(chǔ)在豎向荷載作用下的荷載傳遞特性、側(cè)摩阻力分布及荷載分擔(dān)特性等。 (4)基于長短樁組合樁基礎(chǔ)工作性狀，結(jié)合彈性理論法、混合法以及國內(nèi)常用的分層總和法概念，提出了長短樁組合樁基礎(chǔ)沉降計算方法?？煽紤]樁一土一筏共同作用，提出用樁．土相對位移概念考慮樁側(cè)土體非線性滑移，能方便地考慮筏下反力超

5、強(qiáng)度截去(cut-off)、樁樁相互作用影響修正等。并與ANSYS軟件及試驗結(jié)果進(jìn)行對比分析。最后針對大規(guī)模長短樁組合樁基礎(chǔ)沉降計算提出基于規(guī)范假定的簡化算法。 (5)對長短樁組合樁基礎(chǔ)工程設(shè)計問題進(jìn)行探討和明確。應(yīng)用量綱分析方法，得出長短樁組合樁基礎(chǔ)工程設(shè)計主要影響因素；對何種條件下設(shè)計采用長短樁組合樁基礎(chǔ)較為合適給出了判定公式；給出了均質(zhì)地基及分層地基中組合樁基礎(chǔ)工程設(shè)計原則：并對承載力安全度及沉降計算等設(shè)計關(guān)心問題進(jìn)行了論