刚性桩复合地基沉降计算简化方法研究

《刚性桩复合地基沉降计算简化方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、刚性桩复合地基沉降计算简化方法研究第一章绪论1.1研究背景随着经济的快速发展和人们生活水平的日益提高，与此同时我国各地区城市化进程持续高速地推进，高层、超高层建筑已然成为城市建设的主流。随着建筑物高度的增加，上部结构的荷载必然增大，这无疑对地基承载力提出了更高的要求；同时，结构形式的多样性和复杂性也对基础的沉降和变形提出了更为严格的控制指标。我国地域辽阔，地形地貌多变，地质条件复杂，软弱地基、特殊土地基类别繁多、分布广泛。随着国家关于土地使用的日益规范，使得工程建设用地愈趋紧张。土木、水利、交通等工程不可避免的会建设在软弱

2、地基或特殊土地基上，并且还要满足安全、经济等要求，这就要求我们对软弱地基和特殊土地基有更清晰的认识。我国广东、福建等沿海城市及江苏、浙江、上海等地区广泛分布着海相、河相等软弱地基土，其多为淤泥或者淤泥质土，普遍具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、承载力低以及透水性差的特点。在多数情况下，深厚软土地基还具有很大的流变性，由于这些特性的存在将导致软弱地基上的建筑物即使在荷载不大时仍然会产生较大的沉降，且沉降稳定的时间长，而这些问题不仅与工程进度和造价密切相关，且直接影响建筑物的安全性和使用功能。采用刚性桩复合地基处理软弱地基

3、或特殊地基，可明显改良地基土的性质，大幅度提高其承载能力并有效控制沉降，但如果处理效果不良，建筑物仍然会产生不均匀沉降，出现倾斜、裂缝等现象；公路会出现路面起伏过大、桥台破坏及桥头跳车等现象；水利工程会由于不均匀沉降造成渗漏、水闸底板脱空等问题。大量工程实践表明，刚性桩复合地基承载力和沉降的计算结果与实测结果偏差较大，说明刚性桩复合地基远不如浅基础、桩基础的承载力和沉降计算理论研究得深入透彻，尚不到工程设计的要求，尤其是沉降计算理论。这无疑是刚性桩复合地基推广和应用的一大绊脚石。刚性桩复合地基尤其是软土刚性桩复合地基的沉降

4、计算是复合地基设计和研究中一个常见而又未能很好解决的问题[1]。这就要求我们对刚性桩复合地基沉降计算问题进行更深入的研究，为这些亟需解决的工程问题提供可靠的技术保障。可见，对于刚性桩复合地基沉降计算的研究不仅具有重要的学术意义，更具有现实的工程价值。......1.2复合地基概述1962年一位日本学者在国际上首次提出了复合地基（positeFoundation）的概念。然而，现代复合地基技术却可追溯到上世纪30年代的欧洲，当时就采用了砂桩复合地基对松软的砂土进行地基处理，但由于受施工工艺、设备的限制，以及复合地基设计计算理

5、论的制约，在很长的一段时间内仍然没有得到较好地推广和发展[2]。在以后的半个多世纪里，各种地基处理技术如雨后春笋般的涌现出来，并相继在美国、欧洲、日本等地得到广泛应用和推广，复合地基处理技术的发展丰富和完善了其承载力和沉降计算理论。土木工程建设中当天然地基不足以满足建筑物对地基强度、稳定性和变形的要求时，常通过各种地基加固、补强等技术措施来改善地基土的工程性质，以满足工程要求。这些技术措施统称为地基处理[3]。目前地基处理的方法众多，随着土木工程建设持续、高速地发展，近三十年来地基处理技术取得了长足的进步。天然地基经过地基

6、处理形成人工地基，一般可分为：均质地基、多层地基和复合地基三种形式。均质地基是指通过地基处理技术对天然地基加固区土体进行全面改善，假定处理后的加固区土体是均质、各向同性的，加固的水平范围和竖向深度与天然地基的持力层或压缩层范围相比均满足一定的要求。如图1-1(a)所示。双层地基是指通过地基处理技术对天然地基加固区进行处理，加固的深度相对于荷载作用面积或相应持力层和压缩层厚度较小，在荷载影响范围内，地基由两层性质差异较大的土体组成。双层地基如图1-1(b)所示。当加固面积较荷载作用面积大时，换填垫层法或表层压实法处理形成的人

7、工地基可视作为双层地基。.....第二章刚性桩复合地基基本理论2.1概述刚性桩复合地基适用于处理黏性土、粉土、砂土、素填土和黄土等土层。对淤泥、淤泥质土地基应通过现场试验或根据地区经验来确定其适用性。实际工程中应用较多的主要有钢筋混凝土桩、素混凝土桩、预应力管桩、大直径薄壁筒桩、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）、和钢管桩等桩型。复合地基理论的出现标志着在长期工程实践中地基处理技术取得了突破性的进展。通过荷载传递机理揭示了复合地基中的增强体和基体共同承担荷载并使变形协调的本质关系，并通过复合地基面积置换率、单桩承载力、天然地基承

8、载力与复合地基承载力和沉降量建立联系，为复合地基的设计计算提供了一套较为完整的思路和方法。.......2.2桩土应力比应力和应变是针对连续介质定义的。土是离散颗粒材料，在微小尺度意义上，土的点应力和点应变都是不存在的，只能以较大尺寸（远大于颗粒粒径）来计算平均的应力和应变，因此，是表观的应力和应变。实