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《中南大学》 2008年
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沉降控制复合桩基的性状研究

孟庆玲  
【摘要】: 作为一种新的桩基设计理念,沉降控制复合桩基由于具有良好的经济效益和广阔的应用前景,近年来得到了广泛的重视。然而由于认识水平和计算手段所限,许多工程师仍然采用传统的群桩设计方法进行设计,造成了很大的浪费;即使考虑了桩土的共同作用,也往往采用弹性理论将桩与承台或筏板按固定比例分担上部结构荷载,这与沉降控制复合桩基设计理念完全不同。对于软弱地基上的桩基础来说,基础沉降控制是设计的关键。常规设计认为荷载全部由桩承担,不考虑桩间土的承载能力。本文在总结前人研究的基础上,深入研究了复合桩基差异沉降控制优化设计方法,该方法通过调整地基土刚度和桩基支承刚度的分布,使建筑物的差异沉降得到较好的控制,不但使平均沉降和整体承载力均满足规范的要求,而且能降低基础工程的造价。本文的主要研究内容和结论如下: 1.本文在总结前人计算复合桩基沉降的方法后,提出一种计算复合桩基沉降的新方法—桩土共同作用下的沉降计算方法。该方法更简单更贴近工程实际。 2.对圆形筏板下复合桩基的差异沉降进行了数值模拟和分析,通过对所建模型的桩长、桩径、桩距、地基土模量及布桩形式调整的分析与对比,得到变桩长布桩、以及调整地基土刚度后仅在中心区域布桩是控制基础差异沉降的两种最为有效、简便的布桩方法的结论。这一分析过程也给出了以零差异沉降优化桩筏基础非线性设计的一般方法与程序。 3.本文在提出差异沉降具体概念的基础上,分析了上部结构与基础和地基共同作用的机理,并提出了具体的调整复合桩基差异沉降的优化设计方法。在满足设计要求的前提下,调平基础的差异沉降并尽可能使基础的工程造价最小。 4.结合工程实例,对其桩筏基础的变桩长设计进行了有限元模拟;并按照复合桩基差异沉降控制优化设计方法,采用中心等长布桩,同时结合地基土刚度的调整进行设计计算,说明了本文所提出的调整地基土刚度和桩基支承刚度的方法是控制基础差异沉降的一种切实可行的方法。分析结果表明,该优化方案完全达到了控制甚至消除差异沉降的目的,且与常规桩基设计相比大大减少了用桩数量,节约了基础工程造价,做到了技术与经济效益的最佳结合,从而实现了复合桩基沉降控制优化设计的目标。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU473.1

【参考文献】
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