基于减少沉降与差异沉降的桩基设计方法

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1、同济大学硕士学位论文减少沉降与差异沉降的桩基设计方法姓名：黄润磊申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：宰金璋20000201摘要本文通过在空间和时间上的离散，推导出了Biot固结理论的一般数值解法，选用了适合土体实际情况的剑桥弹塑性模型，并应用于群桩的分析。通过编制的有限元程序，研究了各种因素对桩间土分担荷载和沉降及差异沉降的影响，得出了一些结论。在此基础上，通过分析现有的减少沉降桩设计方法的优缺点，提出了一种比较简单、实用的桩基础沉降和差异沉降计算方法，以及有目的地减少沉降及差异沉降的桩基础设计方法。

2、根据此理论，编制了Windows98下的__-_一——一H_，____一具有图形用户界面，使用方便的应用程序，可以计算出桩基础的沉降和沿纵横两条线上各点的沉降展开曲线。最后，通过对一个实际的工程实例的分析，验证了减幽和差异沉降桩基础设计方法是符合实际情况的、实用的设计方法。ABSTRACThathispaper,throughdispersioninspaceandtime，thenumericalsolutionoftheBiotconsolidationtheoryisget，andtheCamelas

3、tic—plasticconstitutionmodelthatissuitableforthesoilisusedtoanalyzegrouppiles．Assistedwithsoftwaredevelopedbymysdf,theinfluenceofeveryfactoronthesharingofloadbetweenthesoilandpilesandthesettlementanddifferentsettlementonthisenvironmentareilluminated．Onthis

4、foundation，andafteranalyzingexistingsettlement-reducingpilemethods，amethodthatCancalculatesettlementanddifferentsettlementisputforward,andisusedinthesettlement-and-different—settlement-reducingpilemethod．Usingthetheory,asoftwarethathaveuserinterfaceinWindo

5、ws98isdeveloped，itCancalculatetheexpandingcurvesintwodirectionscanbeget．Inthelast，byapracticalcase，themethodiSverified．减少沉降与差异沉降的桩墓设计方法第一章绪论第一节概述对建筑物的正常使用影响最大的是基础的差异沉降，而不是总的沉降。如果建筑物沉降较大但沉降比较均匀，虽然可能影响建筑物的正常使用，但还不至于造成很大危害。例如：建造于30年代的上海某饭店，设计时采用30m长的木桩加筏基，由于当

6、时偷工减料，结果沉降达1．3m，但结构物仍然处于良好的状态。但是，如果差异沉降过大，会在上部结构中产生次应力，结构就会开裂。规范中控制建筑物的沉降必须在一定范围内，其目的其实是为了控制差异沉降，其原理在于认为当建筑物的沉降比较小时，它的差异沉降相应地也小。但是如果有一种方法，在不过分追求减少沉降的条件下能够减少差异沉降，则可以带来可观的经济效益。由于地基是一个完整的三维体，作用在某一点的荷载在其余各点处也会产生位移，各点相互作用的结果使得中间部分沉降最大，整个建筑的基础沉降呈下凹型。减少沉降桩基由于利用了士

7、直接承担荷载，使桩数大为减少，但是，也加大了桩间土相互影响的程度，有可能会导致差异沉降增大。同时，由于基础及上部结构具有一定的刚度，基础底面仍基本保持平面状态，这就导致上部结构的荷载在传至地基时向周边集中，产生了像桥梁一样的跨越作用。跨越作用使反力呈周边大、中间小的状态，同时在上部结构中产生次生内力，即导致周边结构的竖向内力增大，中间部分结构的竖向内力减小，即边柱加载、中柱卸载的情况。为了减少次内力，传统的解决方法需要增大承台的厚度。从已建的桩筏基础工程来看，大多数筏厚都在1—3m之间。虽然实测结果表明基础

8、内钢筋应力很小，但设计人员为减小上部结构的次生应力，仍然不肯降低筏板厚度。在这种情况下，可以通过改变桩距、桩长、桩径、桩身材料等局部改变复合桩基的刚度和承载力来消除差异沉降和跨越作用。减少沉降与差异沉降的桩基设计方法虽然沉降量不是影响建筑正常使用的最大因素，但是沉降太大对建筑物正常使用的影响还是值得考虑的。在许多工程实例中，天然地基的强度能够满足设计要求，但是却因为沉降过大而不得不采用桩基础。当桩基础位于深厚软土