浅论大型格池桩筏基础共同作用及抗震设计的分析研究

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1、同济大学博士学位论文大型格池桩筏基础共同作用及抗震设计的分析研究姓名：杨挺申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：周健20050301摘要本文结合南京市城北污水处理厂最核心的构(建)筑物——曝气沉淀池(甲池)的地基及基础处理工程，在软土地基上开展了大型格池桩筏基础与地基共同作用及抗震的工程设计、现场试验和理论分析研究。全文共分为六章，具体内容如下：第1章介绍了桩筏基础与地基共同作用的基本概念，共同作用研究成果分析。提出了大型多格水池桩筏基础与地基共同作用及抗震设计的分析研究课题，说明了课题研究的目的、意义及实用价值。对共同作用国内外的设计与研究现状作了分析，概述了课题研究的具体

2、内容、特色及创新之处。第2章重点是结合曝气沉淀池甲池桩筏基础共同作用的工程设计，在工程现场采用预制桩堆载和闭水载荷法模拟甲池实际运行工况，开展了系统的试验测试研究。通过堆载与闭水载荷两种方法的加载及卸载的试验分析，研究了大型格池桩筏基础的变形、桩顶与筏底的受力、桩与筏的荷载分担及筏板内的钢筋应力的性状和特征，并验证了在加载与卸载两种工况时，两种载荷试验方法得到的其性状和特征具有良好的一致性。同时，从荷载——沉降曲线的关系揭示了现有工程设计中，适当增大桩间距s与增大筏基荷载分担比的关系。由筏板内的钢筋应力测试分析，指出了现行桩筏基础中筏板弯矩计算出公式太过于保守，有待进一步探索和研

3、究。第3章应用三维有限元对大型格池桩筏基础共同作用进行了模拟分析，得出了刚性筏板在工况一(水深h=O．OOm)与工况二(水深h=6．50m)情况下，土压力分布、群桩桩顶反力分布以及桩与筏的荷载分担比的规律，并就两种工况下桩间距s、土层压缩模量E。的变化对桩与筏的荷载分担比的影响以及筏板厚度取值的优化分别进行了充分的研究。第4章提出了基于可靠度指标B法来研究分析了桩筏基础的动力可靠度(抗震)设计安全性。第5章总结了基于桩筏基础变形与桩筏基础共同作用主要四种实用计算方法。提出了大型多格水池桩筏基础设计研究的主要内容，给出了桩筏基础的总沉降、差异沉降、桩间距以及桩与筏的荷载分担比的设计

4、值，明确了桩筏基础摘要的抗震设计原则及抗震设计构造要求。通过工程设计与试验结果及理论计算的分析，综合论述了三者在桩筏基础沉降、各区位桩顶反力、桩与筏的荷载分担比之间的关系和几点启示。同时研究分析了桩筏基础荷载分担的主要影响因素，并提出了软土地基上工程设计中桩与筏的荷载分担比的建议。第6章总结了本文的主要研究成果，综合归纳了本文的主要研究结论，提出了大型格池桩筏基础与地基共同作用今后研究的主要问题及发展趋势。关键词：大型格池，桩筏基础共同作用，试验研究，有限元分析，动力可靠度，设计分析垒里!!坠竺!一______-___。_。____。●‘-____--_—_’————————‘‘

5、⋯。‘。。。。。。。。。-。。。。。。。。___’———————————一ABSTRACTBasedonthecriticalstructureinNorthNanjingseweragefarm···--theaeratedsettingpond’Sfoundationandgroundtreatment,thegroundandpile-raftfoundation’Scooperationandanti—seismicdesignoflarge··scalesquareformpondonsoft伊oundisanalyzedinthispaper．Theemphasesi

6、sin-situtestandtheoreticalanalysis，thepaperisdividedintosixchaptersasfollows．Theconceptsandresearchfruitofgroundandpile—raftfoundation’Scooperationareintroducedinthefwstchapter．Thegroundandpile—raftfoundation’Scooperationstudyandseismicdesignoflarge-scalesquareformpondonsoftgroundarebrought．T

7、hearticle’Spurpose，meaningandpracticalityarealsointroduced．Thedomesticandoverseacooperation’Sresearchanddesignactualityareanalyzedinthispaper．Theproblem’Scontents，featureandoriginalityarediscussedbriefly．Bytheuseofheapedupprefabpilesandwaterl