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桩-筏基础在挖填场地工作性状特征研究

张彦超  
【摘要】:在挖填场地工程领域中,桩—筏基础在控制地基差异沉降、提高承载力和建筑安全等方面具有良好优势。目前,在康家沟挖填场地建筑用地上可以看出,建筑物主要修筑在挖方场地上,土地利用率并不高,本文以康家沟挖填场地为工程背景,在原始施工资料和相关试验的基础上,对挖填场地中桩—筏基础的工作性状特征进行了研究。采用ABAQUS有限元数值模拟法,分别研究了挖填场地结合面坡度、桩—筏基础的桩间距、跨越挖填场地桩体长度等因素对桩—筏基础工作性态的影响,通过组内、组间对比分析得到了挖填场地桩—筏基础及地基土的受力变形规律,并提出基础差异性沉降预防措施,为后续实际工程建设提供理论依据,主要研究成果如下:(1)为了提高挖填场地的建筑土地利用率,在不改变桩—筏基础结构的情况下,可以使桩—筏基础向填方区跨越,且填方区筏板的长度占整个筏板长度的1/8时满足建筑地基设计规范。由于填方区土地固结度低,在桩—筏基础受到外荷载的作用下,地基土的沉降存在着“中间大,外侧小,顶部大,底部小”的规律特征。(2)结合面坡度对基础稳定性变形研究,从建筑允许差异沉降差来看,不满足相邻桩体差异沉降对数具有“30°45°60°”的大小关系,沉降差主要集中在边桩与内桩之间。为此施工中优先考虑60°结合面坡度,在1/8筏板长度采用此种坡度更利于基础的稳定。(3)在1/4筏板长度条件下改变桩—筏基础结构在挖填场地变形规律方面,4倍桩径桩间距相邻桩体的差异沉降差均满足建筑基础设计规范允许值。长短桩结合两种工况,两组桩长不满足相邻桩体差异沉降的桩体对数随桩长的增加而减小。从位置来看均集中在最外侧边桩与相邻的内侧桩体之间。(4)1/8筏板长度6倍桩径桩间距满足建筑基础设计规范,为了提高建筑的安全稳定性可以考虑在该种工况采用长短桩结合的方式。1/4筏板长度在4倍桩径桩间距满足建筑基础设计规范,提高了填方区建筑土地利用率。其余工况经过对比,在同等条件下,结合面坡度的增加能有效改善建筑地基的稳定性和安全性。此外,分别从从桩—筏基础设计、结合面坡度两个方面考虑,提出减少跨越挖填场地基础差异沉降控制措施。


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