桩筏基础沉降试验研究
桩筏基础 变刚度 沉降 调平设计论文
桩筏基础论文：桩筏基础变刚度调平设计的研究【中文摘要】桩筏基础变刚度调平设计是近几十年来岩土界一直在研究的一个重要课题，许多科学工作者一对桩筏基础的研究工作进行了大量的理论分析,并做过一些模型试验和现场测试，在此基础上提出了许多的设计方法.虽然人们对桩筏基础变刚度调平有了初步的认识，但是桩筏基础变刚度调平设计还没有广泛的应用到实际的设计工作当中。
所以对桩筏基础变刚度调平设计进行更深一步的研究具有很大的实际价值。
桩筏华础变刚度调平设计是以减小差异沉降和承台内力为目标,通过调整桩长、桩距、桩径等改变基桩支承刚度的分布，达到使建筑物的沉降趋于均匀、承台内力沉降的设计方法。
本文主要是通过调整桩筏基础的桩长来实现桩筏基础的沉降量较小，同时桩筏基础的筏板内力也可以相对较小的最优化设计。
主要进行了以下几方面的工作：(1)利用Matlab语言对Mindlin应力公式计算群桩基础沉降量的过程进行编程,并通过算例比较程序得到的和手算的沉降量，结果相近，验证了本程序适用；(2)利用程序计算平均桩反力下等桩长模型试验下的群桩沉降，然后通过平均桩反力和求得的桩基沉降量确定初始桩刚度；(3)假定筏板下的桩为弹簧，桩的刚度即为弹簧刚度，利用软件ABAQ...【英文摘要】The piled raft foundation leveling design of variable stiffness is always an important subject in geotechnical field in recent decades. Many scientists has donea lot of theoretical analysis and made some model tests and field tests about the piled raft foundation research work.Based on this, many design methods are acquired. Although people have a preliminary understanding about these design methods,they haven’t taken these design methods widely to apply to the actual design work. Therefore, the further re...【关键词】桩筏基础变刚度沉降调平设计【英文关键词】piled raft foundation variable stiffness settlement levelling design【目录】桩筏基础变刚度调平设计的研究摘要4-5ABSTRACT5-6第1章绪论10-15 1.1 引言10-11 1.2 变刚度桩筏基础研究现状11-13 1.3 本文研究目的及思路13-15第2章群桩基础沉降计算15-22 2.1 引言15 2.2 单桩沉降计算方法15-17 2.3 群桩沉降计算力法17-21 2.4 小结21-22第3章群桩基础沉降计算程序22-36 3.1 引言22 3.2 MATLAB介绍22-23 3.3 群桩基础沉降计算方法23-27 3.4 程序编制27-29 3.4.1 基本假定27 3.4.2 编程思路27-29 3.5 运用程序计算实际例题29-35 3.5.1 等桩长计算29-32 3.5.2 变桩长计算32-35 3.6 小结35-36第4章桩筏基础的有限元分析36-44 4.1 引言36 4.2 桩筏基础有限元计算模型36-37 4.3 桩筏基础有限元模型37-42 4.3.1 单元类型37-40 4.3.2 有限元网格划分40 4.3.3 施加荷载40-41 4.3.4 边界条件的设置41-42 4.4 ABAQUS程序简介42-43 4.5 小结43-44第5章桩筏基础变刚度调平设计44-62 5.1 引言44 5.2 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验介绍44-46 5.2.1 原型结构44 5.2.2 模型比尺与试验方案44-45 5.2.3 地基条件45-46 5.2.4 实验结论46 5.3 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验的数值分析46-61 5.3.1 等桩长均匀布桩47-55 5.3.2 变桩长布桩55-61 5.3.3 数值计算结果分析61 5.4 小结61-62第6章结论与展望62-64 6.1 结论62 6.2 展望62-64参考文献64-68致谢68-69攻读硕士学位期间论文发表及科研情况69。
桥梁工程设计中的桩基沉降研究
桥梁工程设计中的桩基沉降研究随着国民经济的持续发展，我国桥梁工程建设也不断进步，桥梁的结构也日新月异，同时，桥梁工程在运行过程之中的负荷量也不断增加，不可避免的出现了一系列质量问题，例如：桩基沉降等现象，因此，准确的分析桥梁工程设计中的桩基沉降对于施工工作发挥着重要的指导作用。
文章主要阐述了两种基本桩基类型的区分，并详细分析了单桩陈江分析计算，最后提出了群桩的沉降分析。
标签：桥梁工程设计；桩基沉降；桩基类型1 正确区分摩擦桩和端承桩等桩基类型1.1 桥梁桩基的分类桥梁桩基根据施工类型可以分为冲孔、挖空、钻孔等桩基；按照承载力的不同，可以分为端承桩、摩擦桩、摩擦承装等；依照桩基的几何直径分为大直径桩基、中等直径、小直径桩基等，通常的施工建设中都采用大直径的桩基，例如：高速架桥、立交桥等等；按照桩基结构的水平受力情况，可以将其分为被动受力桩和主动受力桩，按照竖向的受力，分为抗压桩和抗拔桩。
随着桥梁建设的不断进步，结构更加复杂的桩基也逐步使用，针对不同的桩基结构，要进行不同的桩基沉降研究，保证结果的精确性。
1.2 摩擦桩和端承桩在桥梁工程之中，由于承载力的不同，其桩基在土层之中的不同受力不同，通常分为摩擦桩和端承桩两类（如图1所示）。
摩擦桩是全部设置在软土层中，并且具备一定的深度，在其施工过程当中其桩身四周侧面和土层发生的摩擦力，同时，其桩基础的尖端也有巨大的阻力，这两个力共同承担着桩基的上部结构的承载力。
而端承桩的受力情况则大部分是由桩剪阻力来承载的，同时端承桩是完全穿过软土层，并直接接触到坚实的土层。
通过桥梁工程的实地调查显示，影响桩基沉降的因素较多，同时各个因素之间的相互联系密切，调查显示影响因素主要有：桩基的四面摩擦阻力、桩基的埋设深度、桩基的尖端形状、土层的图纸性质、桩基的长度和半径、桩基嵌入岩层的深度和比例、桩基底部的防沉设计等。
图1 （a）摩擦桩、（b）端承桩2 公路桥梁桩基的检测技术2.1 静载试验法桩基静载实验是一种全新的桩基静载实验方法，检测流程是：首先把特制的加载设备埋到桩内的固定位置，同时把加载设备的高压油管和位移杆牵引到地面上方，然后用高压泵向荷载箱内输油，荷载箱将力传到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡，通过Q-S曲线的变化情况，可以判定公路桥梁桩基的承载力、桩基沉降状况、桩基弹性压缩因子和岩土层的变形程度。
高层建筑桩筏基础沉降性状方法研究
采用的一 种基础形 式。近年来 ， 随着人
们 对 桩 筏 基 础 的 受 力和 变 形 认 识 的 不 断 的 深 入 ，得 出 了 桩 筏 基础 控 制 的 关 键 应 是 变 形 而不 是 强 度 ，基 础 工 程 的
根本 要求之一 是以合适 的变形满足 上
部 结 构 的 安 全 。然 而 由 于现 有 的理 论
图 １ 等代 实体深基础 普通 方法
刚 性 承 台 下 均 匀 土 层 和 有 限 厚 土 层 中 的群桩沉 降比弹性 理 论解 的计 算 ， 得
到群桩沉 降 比 Ｒ ｓ随桩 的长径 比 ＬＤ、 ／
距 径 比 ＳＤ 桩 土模 量 比 Ｅ ／ｓ 桩 数 Ｎ ／ ｐＥ
而 变化 的 曲线 ，进 而得 到对 于刚性低 承台方 形和矩形排 列群 桩 的沉 降计算
层 的厚 度 做 了修 正 ，减 小 了 桩 端 平 面 以 下 压 缩 层 的 厚 度 。这 样 就 使 得 桩 筏 基 础 的 沉 降 量 减 小 了 ，更 加 接 近 实 际
情况 。 ２ 沉 降 比 法 ）
降 曲线 简化法 简化有 限单元 法、 限 有 元与边界元耦合法等 。
桩 筏 基 础 由于 承 载 力 高 、 降 小 、 沉 安全 可 靠 ，所 以 它 是 高 层 建 筑 中 经 常 相 互 作 用 ， 种 方 法 又 因 假 设 不 此
同又分为很 多的类型 。最普通的
方 法 如 图 １ 示 ， 中 Ｌ 为 桩 的 所 图 长 度 ， 定 荷 载 作 用 在 桩 端 以 上 假 １ ／ 长 处 ，不 同 的 国 家 和 地 区 ３桩 采 用 不 同 的 应 力 扩 散 角 ｅ ， ｅ 在 ０ ３。之 间 ， 于 以上假设 ， ４ ０ 基 采 用 分 层 总 和 法 计 算 桩 筏 基 础
考虑筏板刚度的桩筏基础沉降计算研究
四川 建筑科学研究
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ １ ７ ７
考虑筏板刚度的桩筏基础沉 降计算研究
肖俊华 ， 曾朝杰
（ １ ． 山东建筑大学土木工程学 院， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ； ２ ． 上海联境建筑工程设计有 限公 司 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ７ ２ ） 摘 要： 对 于高层建 筑的桩筏 基础 ， 采用 中厚板结合 Ｍｉ ｎ ｄ ｌ ｉ ｎ — Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 方 法计算桩筏基 础 中筏 板 内力 、 桩基刚 度及沉 降 。通过实例证 明该方法 的可行性 ； 并 针对计算 沉降和实测 沉降之 间的差异进 行分 析 ， 对 计算方法 提 出进 一步改
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｏ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐ ｉ ｌ ｅ ｄ ｒ ａ ｆ ｔ ｏｕ ｆ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ａ ｌ ｌ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ａ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ — Ｍｉ ｎ ｄ ｌ ｉ ｎ ｐ ｉ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ， ｉ ｎ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ
Ｘ Ｉ Ａ ０ ｊ ｕ ｎ ｈ ｕ ａ ． Ｚ Ｅ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ａ ｏ ｊ ｉ ｅ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｚ ｈ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ １ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｌ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｏ ．Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ７ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究宣沙丽
公路桥梁工程设计中桩基沉降问题研究宣沙丽摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。
公路桥梁工程是一种体积庞大的工程项目，其巨大的结构荷载，使得下部结构桩基出现沉降，这种现象十分正常，但是如果桩顶力分布存在差异，那么沉降的速度、深度、时间都会不同，形成不规则沉降现象，在此现象下公路桥梁工程可能会出现耐久性问题，引发一系列严重的后果。
因此在公路桥梁工程设计当中，有必要围绕沉降问题进行控制。
本文就公路桥梁工程设计中桩基沉降问题展开探讨。
关键词：公路桥梁工程；设计；桩基沉降引言公路桥梁自身的上部结构需要承载大量的负荷，因此需要通过使用一些钻孔灌桩技术来对公路桥梁进行加固处理，保证其可以安全使用。
公路桥梁工程项目建设会受到纵向荷载作用的影响，导致桩基础发生变化。
沉降变化来自于桩体、来自于地基、同时也来自于承台与土层的相互作用。
上述环节的多变性比较明显，所以工作人员需要观察公路桥梁设计过程中，桩基的沉降是否可以满足工程项目建设方面的要求，并明确项目的建设质量、项目的成本造价以及项目是否可以按期完工，尽量为后期建设提供保障。
1公路桥梁工程中的桩基设计特点公路桥梁桩基设计是工程建设的重要基础，只有设计好桩基才能使路桥更加稳固、耐用。
公路桥梁桩基可以将竖向和水平的部分荷载传递给地基，减轻上部负荷，并且桥梁桩基具有相应的抗弯能力及刚度，因工程类型的差距，桥梁桩基的选择也存在较大差异。
一般情况下，较为常见的有预制桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩几类。
在公路桥梁工程中多采用钻埋压装桩、钻孔灌注桩；对于需要进行基坑支护的一般使用钻孔灌注桩、地下连续墙、止水搅拌桩；路基处理多采用CFG桩、预应力管桩等几种类型。
2公路桥梁桩基的分类一般情况下，根据桩基中存在的荷载力在传递方式上不同，可以将其划分成摩擦桩以及端承桩两种形式。
摩擦桩指的是在土层中软弱较厚的位置，在桩基础下面位置上，底端位置中与土层或者是岩石相接触，桩基础顶部位置中受到的荷载力通过土层与桩基础之间的摩擦来实现承担，反作用力在土层以及桩基础之间的可以不计入考虑范围中，这种情况是摩擦桩。
桩间距对软黏土中桩筏基础沉降特性影响研究
桩间距对软黏土中桩筏基础沉降特性影响研究王宇【摘要】为了研究桩间距对软黏土中桩筏基础共同作用特性的影响,基于大型通用有限元软件ABAQUS,本构模型采用Mohr-Coulomb破坏准则,进行理想弹塑性分析,同时考虑土的应力应变非线性特性以及筏板对承载力的影响,讨论了桩间距不同时,桩筏基础边桩、角桩、中心桩的荷载沉降特点.结果表明:当桩间距设置不同时,桩筏基础中各基桩桩顶荷载分布不均匀,从而各基桩的沉降也出现不同的特点.随桩间距增大,筏板下桩顶沉降分布由角桩沉降最大逐渐转化为中心桩沉降最大.【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】5页(P14-18)【关键词】桩间距;桩筏基础;竖向沉降;桩土相互作用【作者】王宇【作者单位】同济大学地下建筑与工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU473桩筏基础具有竖向基础沉降小、调节建筑不均匀沉降特性较强、竖向承载力高、抗倾覆能力强等众多优点，同时可以承受在地震作用下或者风荷载产生的极大的水平力，因此广泛应用于高层建筑、大型桥梁工程、港口工程、大坝等工程项目。
而传统的桩筏基础设计，基本上都是假设荷载由筏板下的桩基础来承担，对桩-筏板-土体系的相互作用特性这个三维复杂问题研究得还不够深入。
因此，为了更好地揭示桩-筏板-土体系的相互作用特性，国内外学者对桩筏基础进行了很多更深入地研究。
桩筏基础由Davis等[1]提出；Butterfield等[2]、Kuwabara[3]等采用边界元方法对刚性筏板的群桩基础特性进行了研究分析；Guo和Randolph[4]提出适用于单桩的弹塑性简化分析方法，但没有将之应用到群桩和桩筏基础的分析中。
本文本构模型采用Mohr-Coulomb 破坏准则，进行理想弹塑性分析，同时考虑土的应力应变非线性特性以及筏板对承载力的影响, 桩与地基土间接触面的非线性特性采用主-从接触面单元考虑，采用三维有限元分析软件ABAQUS对桩-桩、桩-土、土-土的相互作用关系进行分析，得到了软黏土中桩筏基础沉降随沉降变化的关系和各基桩、筏板各自承受的荷载变化情况，讨论桩间距的设置对桩筏基础筏板和基桩沉降的影响。
桩基建设中的桩身沉降和桩身质量评估方法探讨
桩基建设中的桩身沉降和桩身质量评估方法探讨桩基是土木工程中常用的一种基础形式，可有效地分散荷载，提高地基的承载能力。
在桩基的施工过程中，桩身沉降和桩身质量的评估是非常重要的一环。
本文将从沉降问题和质量评估方法两个方面对桩基建设进行探讨。
1. 桩身沉降问题桩身沉降是指桩基施工后，由于地基变形或桩身自身沉降造成的桩身下沉现象。
桩身沉降会导致桩的承载力减小，从而影响工程的安全性和稳定性。
为了减少桩身沉降的发生，施工过程中需要进行一系列的控制措施。
首先，施工中应选用适当的施工方法。
常见的桩基施工方法有打入法、钻孔灌注桩法等。
对于高敏感性地基，可以选择摩擦桩等灵活性较高的桩基形式，来减少地基的变形。
其次，在施工过程中需要严格控制施工质量。
施工工艺和施工设备的选择与使用应符合相应的施工规范和标准。
同时，对于大直径桩或特殊桩基，应加强现场监测，及时调整施工方法，以保证桩身的垂直度和水平度。
最后，合理设计桩基参数也是减少桩身沉降的一项重要措施。
合适的桩长、桩径和桩距可以减少桩基与地基之间的位移差异，从而降低桩身沉降的风险。
2. 桩身质量评估方法桩身质量的评估是为了保证桩基的工程质量和使用性能。
通常，桩身质量评估方法包括试验外观质量检验和非破坏性检测两种。
试验外观质量检验是指通过检查桩身的外观质量来评估桩身质量的方法。
外观质量检验主要包括桩身形状、尺寸、表面平整度、混凝土均匀性等方面的检查。
通过检查这些指标，可以初步判断桩身是否存在质量问题，并及时采取纠正措施。
非破坏性检测是指通过对桩身进行无损检测来评估桩身质量的方法。
常用的非破坏性检测方法包括超声波检测、雷达检测、电磁波检测等。
这些方法可以对桩身的质量进行全面的评估，其中超声波检测是最常用的方法之一。
通过超声波检测可以获得桩身内部的声波传播速度和反射波形信息，从而判断桩身的质量状况。
此外，还可以通过桩基强度试验来评估桩身质量。
通过在桩身上进行荷载试验，可以获得桩身的承载能力，进而评估桩身的质量。
桩—土—筏共同作用下的沉降特性研究
蛔
｛
世
筏板厚度 ／ ｍ
２ ２ 桩筏 基 础 与土 共 同作 用的 弹塑性 分析 ．
本计算土体材料采用 Ｉ 一 ） Ｐ材 料计算 土体 的弹塑 性变 形 ， ＿ 施 加荷载采用上部结构 的传递荷 载。
图 ２ 筏 板 厚 度 与沉 降量 关 系 曲线
从 图 ２可看 出， 随着筏 板厚度 的增 加 ， 础 的沉 降不断减 少 ， 基 但减少 速度降低 ， 当筏 板厚 度从 ０ ８ｒ ． ｎ增加 到 １ ６ｍ 时 ， 础沉 ． 基 降 由 ４ ． ｉｒ ６ １Ｔｎ减少 到 ３ ． ｉ 厚度 由 ３ ２ｍ增加 至 ４ｍ时 ， ｌ ５ ２１ｍ， Ｔ ． 基础
３ ３ 土体 弹性 模 量和 筏板 长 宽比 对整体 沉 降的影 响 ．
１ Ｌ ＋ ｌ ．凡 Ｕ １ ＩＬ ． Ｊｌ 匕＋ Ｉ ｌ ２ ０ ０ Ｅ＋ ｌ ｌ
本有 限元模 型计算 中， 土体 材料采用 的是 Ｉ＿Ｐ模型 ， ） 一 该模 型
主 要 参 数 为 土体 弹 性 模 量 和 泊 松 比 ， 体 弹 性 模 量 取 值 一 般 采 用 土 地 基 土 在 自重作 用 和 附 加 应 力 作 用 下 土 体 的压 缩 模 量 ， 图 ３可 从
５ ０Ｅ＋１ ０ ０
１ ５ Ｅ＋ ｌ Ｏ １
２ ５ Ｅ ＋ １ Ｏ ｌ
筏 板 弹 性 模 量 ／ａ Ｐ
以看 出 ， 土体 的弹性模量对 整体 桩筏 基础 的最大沉 降量影 响比较 从 图 １可 以看 出， 当筏 板弹性模量为 １ ｌ ａ ， Ｅ ０Ｐ 时 小于正常混 大 ， 随着土体 弹性模 量 的增 大 ， 伴 整体 的沉降值大量 减小 ， 特别 明 凝土材 料弹性 模量 ， 筏板 上角 、 、 边 中上各个 节点 沉降差 很大 ， 中 显 的是 当土体的弹性模量 由 １ ８ ０ＭＰ 增大 到 ３ ａ ， 最大沉 ０ＳＰ 时 其 点沉降量达到 了 ３ ． ｋ ， ４ ８１ｒ 角点沉 降量 为 ２ ． ｌ 沉 降差 达到 降量 由 ８ ． Ｉ１ 小到 １ ｒ 左右 ， Ｔｎ ２ ４ＩＩ Ｔｎ， ６ ３１Ｉ 减 ＴＩ ７ｒ ｎ ｎ 从筏板不 同长宽 比来看 ， 正 了 １ ． ｌ ， 明此 时筏 板相 对柔 性较 大 ， ２ ４ｒ ｎ 说 ｎ 其传 递 给桩 和桩 间土 方形筏板在相 同 的荷 载作 用 下沉 降 量相 对 比较 大 ， 数值 上 大 在 荷载不均匀 。随着 筏板 弹性模 量 的逐 渐增 大 ， 中点沉 降减 小 ， 边 ２ ｌ ３Ｉ ｎ左右 ， ｎ 其他 非正方形 筏板 相差较 小 ， 即其 他普 通矩 形筏 板 点和角点 的沉降相对增大 ， 当筏板弹性模 量达 到 ２ Ｅ＋１ （ ５ ０ 即普通 的长宽 比值对沉 降量 影响不大 。由此 可以得 出一个结论 ： 通过 对 筏板 弹性模量 １ ） ， ０倍 时 筏板上 中点 的沉降量减 小到 ２ ． Ｉ， ５ ３Ｉ ｎ 角 地 基土进行改 良， Ｄ 比如 反复 夯实 、 软土进 行置 换等 都可 以大 大 对
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２１卷第５期 ２０１１年１０月 北华航天工业学院学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｌｌ０ｓｎａｃｅ Ｅｎ Ｖｏ１．２１ Ｎｏ．５
０ｅｔ．２０１１
桩筏基础沉降试验研究 刘晓立 （北华航天工业学院建筑工程系，河北廊坊０６５０００）
摘要：本文对唐山市信息港工程进行沉降观测试验研究。沉降观测布设高程控制网点共５个，共观测６次， 另外监测７次，实际观测ｌ３次。通过对沉降观测进行分析，从群桩沉降时间关系曲线可以看出，沉降的总趋势 是沉降速率随时间的增长而衰减，最后趋于基本稳定，图中出现的沉降曲线上下波动，作者认为是由于群桩中 各部分荷载的重新分配造成的。 关键词：桩筏基础；沉降；速率 中图分类号：ＴＵ４３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—７９３８（２０１１）０５—０００１—０２
０绪论 桩土共同工作，即桩间土分担荷载问题的研究 历史可以追述到上世纪五、六十年代，以后逐渐被国 内外岩土工程界所重视，特别是八十年代以来更是 成为众多学者的研究对象＿１］［ ，我国众多的岩土工 程师和专家也对这个问题进行了深入的研究，提出 了许多突破性的见解和主张。随着对于桩土共同工 作研究的深入口］，研究的焦点从最初桩间土能否承 担荷载，能承担多少荷载，到桩土之间如何相互影 响，相互制约；在桩间土参与工作的情况下，桩侧摩 阻力和桩间土的变形、刚度如何变化等。国内外学 者从上述研究目的出发，针对各项研究内容进行了 大量的理论分析和试验研究。 １ 桩土共同工作的理论分析与计算 桩台系统的理论分析与计算可以分为：荷载传递 法，弹性理论法，剪切位移法、有限元法和实用计算方 法的研究等，下面分别对这几种方法作简要介绍。 １．１荷载传递法 荷载传递法最早由ｓｅｅｄｌ和Ｒｅｅｓｅ提出，它将桩 离散成许多单元，每一个单元用一个非线性弹簧连 接起来，表示该处桩与地基的联系，用荷载传递函数 表示“弹簧”的应力应变关，荷载传递函数即桩身截 面位移与桩侧摩阻力之间的关系。 １．２弹性理论法
收稿日期：２０１１—０６—２０ 作者简介：刘晓立（１９６５一），女，教授，内蒙古包头人，主要从事 结构工程方向的教学与研究。
弹性理论法是以Ｐｏｕｌｏｓｌｓｌｌｇ为代表的，Ｐｏｕｆｏｓ 和Ｄａｖｉｓ等人自从六十年代起，以弹性理论为基础， 根据桩形状分析方法作了大量的研究。这些方法的 共同特征都是以弹性介质理论模拟桩周土的性状， 并且都使用了半无限体的Ｍｉｎｄｌｉｎ解。弹性理论法 的基本假定是：桩插在一个理想均匀、各向同性的弹 性半空间内，十体中的弹性模量Ｅ和泊松比ｖ不因 桩的存在而发生变化。 １．３剪切位移法 剪切位移法将桩身和桩底变形分别计算，对于 桩身部分，由于桩上荷载的扩散作用，使周围土体发 生剪切变形。 １．４有限元法 有限元法是数值分析中最为成熟的一种离散方 法＿４儿 ，它不仅可以解决线弹性问题，而且还可以很 方便地用于非匀质、非线性问题的分析，同时还能考 虑时间效应及动力效应等诸多影响因素，在土与结 构物的相互作用问题中得到了广泛的应用。 ２沉降观测试验 河北省建设勘察院测绘所承担了唐山市信息港 工程的沉降观测任务，整个工程自１９９８年８月ｌ６ 日开始，２００１年ｌ０月１０日结束，历时１１５０天。在 施工期间及竣工后两年半内对主楼及裙房进行了沉 降观测。本工程的沉降观测均使用瑞士产Ｎ３水准 仪，水准标尺由测绘所每年按规范要求全面自检一 次，并作有详细记录。 沉降观测布设高程控制网点共５个，共观测６ 次，另外监测７次，实际观测１３次（检测的未正规计 ２０１１年１０月 北华航天工业学院学报 第２１卷 算，只比较一下高差变化情况）。其中主楼布设沉降 观测点６个，共观测３８次。西配楼布设沉降观测点 １２个，共观测３０次，东配楼布设沉降观测点８个， 共观测２９次。现将主楼六个观测点的观测结果统 计绘制成图。１３号沉降观测点由于施工及装修致 使数据误差较大在统计分析中不予考虑，经观测最 大沉降量为ｌ１号点１７．１ｃｍ，最小沉降量为１２号点 １２．７ｃｍ，平均沉降为１５．８ｃｍ。 沉降观测点布置图如图１所示，各号楼沉降观测 值如图２一图７所示，沉降观测平均值如图８所示。
莒０ 彗ｓ
喜喜ｌ。 尝 １５
营 鬟
专
图１沉降观测点布置图 ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６００ ８００
一 Ｌ
＼ ———————
——～
图２ ８群沉降观测值
营０ ５
图３ ９＃沉降观测值 ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６ｏｏ ８００
’｝ 、——、
＼
图４ １０＃沉降观测值
＿甚０ ｇ一 耄鲁
焉１０ ｏ艺 毒喜１５
审 ２０
莒０ 喜喜９ ．ｇ １２
０ ８
ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６００ ８００
甚０ ５
耋 １５
１、 ——～
＼
图５ １１＃沉降观测值 ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６００ ８００ 、
～—弋
、＼ 图６ １２撑沉降观测值 ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６００ ８００
—＼ 一 一１，—＼
图７ １４＃沉降观测值 ｔｈｅ ｄａｙｓ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ０ ２００ ４００ ６００ ８００
——～ Ｌ
————～
图８沉降观测平均值 ３沉降观测分析 从群桩沉降时间关系曲线可以看出，沉降的总 趋势是沉降速率随时间的增长而衰减，最后趋于基 本稳定，图中出现的沉降曲线上下波动，作者认为是 由于群桩中各部分荷载的重新分配造成的。从沉降 随时间的变化来看，可以分为三个阶段： １）初始沉降阶段，这主要是由于加荷过程中土 发生剪切变形造成的，主要发生在建筑物施工到建 筑物层数为１３期间。 ２）变形发展阶段，发生在从ｌ３层到建筑物封顶 阶段，这个阶段沉降随荷载的增加继续发展。 （下转第ｌ９页）
一２一 第５期 宫 晨：基于ＡＲＩＭＡ模型的拉萨降水量时间序列分析与预测 ２０１１年１０月 Ｔｉｍｅ Ｓｅｒｉｅｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ Ａｎｎｕａｌ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｏｎ Ｌａｓａ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＲＩＭＡ Ｍｏｄｅｌ
ＧＯＮＧ Ｃｈｅｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｐｌｙｉｎｇ ＡＲＩＭＡ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｄａｔａ ｏｆ Ｌａｓａ ａｒｅａ ｆｒｏｍ １９６９ ｔｏ ２００９ ａｎｄ ｅｓ— ｔａｂＨｓｈｅｓ ａ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｐａｓｓｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ａｎｄ ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＡＲＩＭＡ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｈｅｄ ｗｅｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ａｌｓｏ ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ ａ ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｔｏ ｔａｋｅ ａｃｔｉｏｎ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ；ＡＲＩＭＡ ｍｏｄｅｌ；ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ￣ｒｅｃａｓｔ
（上接第２页） ３）沉降稳定阶段，这个阶段从建筑物施工完成 以后算起，特点是沉降发展较缓慢，沉降速率逐渐减 小并趋于一稳定值。 ４结语 从群桩沉降时间关系曲线可以看出，沉降的总 趋势是沉降速率随时间的增长而衰减，最后趋于基 本稳定，图中出现的沉降曲线上下波动，作者认为是 由于群桩中各部分荷载的重新分配造成的。 参考文献： ［１］顾晓鲁．地基与基础［Ｍ］．第２版．北京：中国建筑工业出
版社，１９９４． ［２］宰金氓，宰金璋．高层建筑基础分析与设计［Ｍ］．北京： 中国建筑工业出版社，１９９４． ［３］董建国，赵锡宏．高层建筑桩筏和桩箱基础沉降计算的 简易理论法［Ａ］．上海高层建筑桩筏与桩箱设计理论 ［ｃ］．上海：同济大学出版社，１９８８． ［４］董建国，杨敏，赵锡宏．高层建筑桩筏基础整体弯矩确定 的新方法［Ｊ］．结构工程师，１９９２，（０２）． ［５］赵锡宏，董建国，等．高层建筑地基基础共同作用研究及 应用［Ａ］．软土地基理论与实践［ｃ］．北京：中国建筑工业 出版社，１９９２．
Ｔｈｅ Ｐｉｌｅ Ｒａｆｔ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｉｅｓ ＬＩＵ Ｘｉａｏ—ｌｉ （Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｇ￣ｎｇ ０６５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈａｒｂｏｒ ｉｎ Ｔａｎｇｓｈａｎ Ｃｉｔｙ．Ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ａｒｒａｎｇｅ ｆｉｖｅ ｈｅｉｇｈｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｉｐｐｌｅｓ，ｔｏｔａｌｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅｓ ６ ｔｉｍｅｓ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｍｏｎｉｔｏｒｓ ７ ｔｉｍｅｓ，ａｎｄ ａｃｔｕａｌｌｙ ｏｂｓｅｒｖｅｓ １ ３ ｔｉｍｅｓ．Ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓｉｎｇ ｔｏｗａｒｄｓ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｉｓ ｔｈａｔ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｅｔｔｈｎｇ ｉｓ ｄｅｃａｙ— ｉｎｇ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｔｉｍｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｓｅｔｔｌｅ－ｔｉｍｅ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｉｎｔｅｎｄｓ ｔｏ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｍｅｎｔ ｃｕｒｖｅ ｉｓ ｔｏｐ ａｎｄ ｂｏｔｔｏｍ ｗａｖｅ ｍｏｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｔｈｉｎｋｓ ｉｔ ｉｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｅａｃｈ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｌｏａｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｃｌｕｓｔｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ ｐｉｌｅ ｒａｆｔ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｓｅｔｔｌｅ；ｖｅｌｏｃｉｔｙｌｏｃｉｔｙ