长短桩复合地基室内模型试验研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
近几年,随着复合地基理论和技术的发展,许多新型的复合地基被应用到工程的设计和实践中去,长短桩复合地基就是其中的一种。长短桩复合地基的优势就是通过褥垫层的应力协调作用充分发挥桩间土的承载力,从而最大限度的发挥复合地基的承载力,以减少桩量,并满足工程的承载力和沉降要求,因此具有良好的经济性。这种地基处理方式,实际上是我国的工程技术人员结合我国的国情,在不断总结以往的工程经验而发展起来的一种新型的地基处理方式。
     鉴于此,本文依托国家自然科学基金资助项目“长短桩复合地基的变形性状分析及其试验研究”(项目号:50678110),通过在砂土中进行的一系列模型试验,包括不同桩数、不同桩间距、不同厚度的垫层,对长短桩复合地基的工作机理进行了研究,得到如下结论:
     1.在本试验长短桩相间布置的情况下,复合地基承载变形特性主要体现在长桩上,长桩不仅在承载方面发挥重要作用,而且是控制沉降的主要构件。短桩作为辅助桩,其桩身变形较大,上部荷载不能有效地向下传递,与长桩相比在承担荷载及控制沉降方面的作用较小。
     2.不同位置长桩与短桩桩身轴力的发挥程度,依次为角桩最大、边桩次之、中桩最小。
     3.带褥垫层的复合地基,不同位置长桩与短桩桩侧负摩阻力的发挥程度为中桩最大,土反力的分布为中部大、边部小;而在无褥垫层的情况下,桩侧负摩阻力的发挥程度为角桩最大,土反力的分布为中部小、边部大。
     4.随着桩间距的减小,复合地基的沉降、桩侧摩阻力和桩间土承担的荷载减小,长桩和短桩的桩身轴力、桩土应力比和桩的荷载分担比增大。
     5.随着垫层厚度的增大,复合地基的沉降、桩侧摩阻力和桩间土承担的荷载增大,长桩桩身轴力、桩土应力比和荷载分担比减小,短桩桩身轴力、桩土应力比和荷载分担比先增大后减小。
Recently, with the theoretical and technologic development of composite foundation, many new types of composite foundation have been used in design and construction. The long-short-pile composite foundation is one of them. Its advantage is that, the capacity of soil between piles has been developed through the stress coordination of cushion, in turn, bearing capacity has been satisfied, the number of piles has been reduced, capability and settlement has been satisfied, so it is economic. As a new ground treatment method, it is developed by our engineer, according to local conditions and engineering experience.
     In response to these circumstances, this subject relies on the National Natural Science Foundation Project " The Long-short-pile Composite Foundation Deformation Behavior Analysis and Experimental Study" (project number: 50678110), a series of model experiment on the sandy soil has been done, including a number of different piles, different pile spacing, different thickness of cushion, the long-short-pile composite foundation's work mechanism has been conducted, the following conclusions have been made.
     1. In this experiment, the long pile plays an important role in the capability and deformation characteristics of long-short-pile composite foundation, it not only occupies an important position in the bearing capability, but also control settlement. As the auxiliary pile, short pile has more deformation, the upper load can not pass down effectively, compared with the long pile, short pile’s effect on bearing capability and settlement is small.
     2. The axial force’s level of long pile and short pile with different position is different, the corner pile is biggest, the side pile is next, the center pile is smallest.
     3. The negative skin friction’s level of long pile and short pile with different position of composite foundation with cushion is that, the center pile is biggest, and the distribution of soil stress of composite foundation with cushion is that, the middle of soil stress curve is big, side is small. But without cushion, the conclusion is opposite, the negative skin friction’s level is that, the corner pile is biggest, the distribution of soil stress is that, the middle of soil stress curve is small, side is big.
     4. With the pile spacing decreases, the settlement of composite foundation, the skin friction and the soil between piles bearing capacity decrease; the axial force, the pile-soil stress ratio and pile-soil load-sharing ratio of long pile and short pile increase.
     5. With the cushion thickness increases, the settlement of composite foundation, the skin friction and the soil between piles bearing capacity increase; the axial force, the pile-soil stress ratio and pile-soil load-sharing ratio of long pile decrease, these factors of short pile increase at the beginning and then decrease.
引文
[1]龚晓南.复合地基理论及工程应用.浙江大学出版社,1992.
    [2]龚晓南.高等土力学.浙江大学出版社,1996.
    [3]龚晓南.土塑性力学.浙江大学出版社,1998.
    [4]龚晓南.地理处理手册(第二版).中国建筑工业出版社,2000.
    [5]龚晓南.复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用.土木工程学报,1999, 32 (6):8-10.
    [6]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002).北京:中国建筑工业出版社,2002.
    [7]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008).北京:中国建筑工业出版社,2008.
    [8] Burland,J.B.,Broms,B.B. and De Mello,V.H.B.(1977).Behabiour of foundations and struetures.Proe.9th ICSMFE,Vol.2.
    [9] Hain,S.J. and Lee,I.K.(1974).Rational analysis of raft foundation. J.Geoteeh. Engrg. Div,ASCE,Vol.100,No.GT7.
    [10] Oulos,H.G. and Davis,E.H. ( 1980 ) . Pile foundation analysis and design.John Wiley and Sons,New York.
    [11]马骥,张东刚,张震,阎明礼.长短桩复合地基设计计算.岩土工程技术,2001年第二期: 86-91.
    [12]王步云,赵秀芹.砂石桩与低强度混凝土桩组合型复合地基在软土地基中的应用(一).岩土工程技术,1997年第1期:8-14.
    [13]王步云,赵秀芹.砂石桩与低强度混凝土桩组合型复合地基在软土地基中的应用(二).岩土工程技术,1997年第2期:3-5.
    [14]党昱敬.CFG桩和沉管挤密碎石桩组合型复合地基的承载力.工业建筑,1997(3):13-18.
    [15]解志浩,杨文志.三元复合地基在工程中的应用.山西建筑,2002(11):13-15.
    [16]王昆泰,张丙印.二次复合地基在高层建筑中的应用.建筑技术,2003(3): 215-216.
    [17]田志勇,史智飞,王文杰.挤密碎石桩与CFG桩复合地基技术的应用.市政技术,2003(5):156-162.
    [18]刘海涛.刚柔性长短桩复合地基工程性状分析.杭州:浙江大学,2004.
    [19]钱家欢,殷宗泽.土工原理与计算(第二版).北京:中国水利水电出版社,1996.
    [20]吴建华,张涛.素砼桩、水泥土桩及土共同工作的复合地基设计.江苏建筑,1999(1):46-47.
    [21]郑俊杰,刘志刚.石灰桩与深层搅拌桩联合加固杂填土地基.施工技术,1997(9):23-24.
    [22]郑俊杰,袁内镇.石灰桩与深层搅拌桩联合加固深厚软土.岩土工程技术,1998年第2期:33-34,47.
    [23]杨军龙,龚晓南,孙邦臣.长短桩复合地基沉降计算方法探讨.建筑结构,2002, 32(7):8-10.
    [24]杨军龙,龚晓南.长短桩复合地基沉降计算方法探讨.建筑结构,2002(32):8-9.
    [25]杨军龙.长短桩复合地基沉降计算.杭州,浙江大学,2002.
    [26]葛忻声,龚晓南.长短桩复合地基设计计算方法的探讨.建筑结构,2002(7):3-4,7.
    [27]葛忻声,龚晓南,张先明.长短桩复合地基有限元分析及设计计算方法探讨.建筑结构学报,2003,(8): 91-96.
    [28]葛忻声,温育琳,龚晓南.刚柔组合桩复合地基的沉降计算.太原理工大学学报,2002(11):647-648、656.
    [29]邓超,龚晓南.长短桩复合地基在高层建筑中的应用.建筑施工,2003, (1):18-20.
    [30]陈龙珠.刚柔性桩复合地基在小高层中的应用[J] .浙江建筑,2002(111):80-81,88.
    [31]陈龙珠,梁发云.变刚度复合地基处理的有限元分析[J] .工业建筑,2003,33(11):1-4.
    [32] Fa-Yun Liang,Long-Zhu Chen.Numerical analysis of composite piled draft with cushion subjected to vertical load[J] .Computer and Geotechnics,2003(30):443-453.
    [33]刘吉福,周正忠.沉管灌注桩-深层搅拌桩-褥垫层复合地基工程实例[J] .岩土工程技术,1999(2):3-7.
    [34]岂连生.低强度混凝土桩振密砂石桩复合地基试验与应用[J] .建筑结构,1999,29(8):42-44,51.
    [35]应永法,章雷.复合地基构想[J] .地基处理,2000,11(1):27-30.
    [36]陈强,黄志义.组合型复合地基的特性及其FEM模拟研究[J] .土木工程学报,2001,34(1):50-54.
    [37]池跃君,宋二祥,金淮等.素混凝土桩复合地基荷载传递机理的试验研究.工业建筑,2001,31(4).
    [38]池跃君,宋二祥,高文新等.刚性桩复合地基承载及变形特性试验研究.中国矿业大学学报,2002,31(3).
    [39]池跃君,宋二祥,金淮等.刚性桩复合地基应力场分布的试验研究.岩土力学,2003,24(3).
    [40]贺武斌,贾军刚,白晓红等.承台一群桩·土共同作用的试验研究.岩土工程学报,2002,24(6).
    [41]贺为民,李松岭,吕芝金等.粉喷桩单与多桩复合地基荷载试验对比分析.2002,(3).
    [42]商翔宇,梁恒昌,徐江.条基一疏桩现场实测试验研究.淮海工学院学报,2003,12(2).
    [43]张忠苗,杨什生,唐朝文.不同垫层材料对刚一柔复合桩基受力变形性状的影响.工业建筑,2003,33(l2).
    [44]刘奋勇,杨晓斌,刘学.混合桩型复合地基试验研究.岩土工程学报,2003,25(I).
    [45]毛利勤,衡朝阳,曾立民.竖向荷载下单桩与群桩变形性状的差异性研究.煤炭学报,2004,29(3).
    [46]马海龙,陈云敏.水泥土群桩承载力特性的原位试验研究.浙江大学学报,2004,38(5).
    [47]郑刚,高喜峰,任彦华等.承台(基础)—桩·土不同构造形式下的相互作用研究.岩土工程学报,2004,26(3).
    [48]徐超,叶观宝.水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力.岩土工程学报,2005,27(5).
    [49]周德泉,张可能,刘宏利.组合桩型复合地基中合理设置垫层和桩体的几个要点.建筑技术,2004,36(3) .
    [50]姚仰平,张保印,张国强等.黄土地区高层框剪结构·桩筏·地基的共同工作.岩土工程学报,2001,23(3).
    [51]何颐华,金宝森.高层建筑箱形基础加摩擦群桩的桩土共同作用.岩土工程学报,1900,12(3).
    [52]周成,明经平,方永凯.桩间软土加固效果分析及其极限承载设计[J] .岩土工程学报,1999,21(3):370-373.
    [53]刘先峰.CFG桩加固液化土地基的振动台试验研究[D] .西南交通大学硕士研究生学位论文,2005.
    [54]李锋利.长短桩组合桩基础室内模型试验分析研究[D] .同济大学硕士研究生学位论文,2006.
    [55]《土工试验规程》(SL237-1999)[M] .北京:中国建筑工业出版社,1999.
    [56]洪鑫.壁板桩承载特性的理论分析与模型试验研究[D] .江苏南京:河海大学硕士学位论文,2003.
    [57]丁佩明.砂土中静压式模型桩试验及考虑挤密效应的桩土共同作用分析[D] .江苏南京:河海大学硕士学位论文,1998.
    [58]杨庆陶.桩体加固液化砂土的振动台试验研究[D] .山西太原:太原理工大学硕士学位论文,2008.
    [59]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002).北京:中国建筑工业出版社,2002.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700