依据单桩载荷试验进行群桩沉降计算简化法

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1、工程硕士学位论文依据单桩载荷试验进行群桩沉降计算简化法作者姓名李志云工程领域建筑与土木工程校内指导教师杨光华教授级高工校外指导教师张玉成教授级高工所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年3月ASimplifyMethodforPileGroupSettlementCalculationBasedOnSinglePileLoadTestADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiZhiyunSupervisor：Prof.YangGuanghuaProf.ZhangYuchengSouthChinaUniv

2、ersityofTechnologyGuangzhou,China摘要群桩沉降计算仍是一个未解决的热点问题。当前，群桩沉降计算中应用最广泛的主要是建筑地基规范方法和建筑桩基规范方法。这些规范方法忽略了桩身的压缩沉降，而主要是将桩端以下地基的沉降作为群桩的沉降。由于采用了压缩模量的计算参数，所以尚需对计算结果采用经验系数进行修正，同时针对不同的应力计算公式，相应的经验系数也有区别。鉴于压缩模量与实际土参数的差异，为了获得更好的结果，许多学者试图利用单桩静载荷试验的结果推算群桩的沉降。在这方面国内外学者做了不少的研究，这些研究多是利用弹性理论，考虑桩间相互作用的方式，建立群桩

3、与单桩的沉降比关系，以达到用单桩的沉降计算群桩的沉降。但是这些方法有的无法考虑桩身区压缩，有的无法考虑桩的“加筋效应”，且大多计算繁琐，目前还难以达到工程应用的成熟程度，并且按照弹性理论解一般也会高估群桩的沉降。但是单桩试验的结果还是很有价值的，它反映了场地土的受力变形特性，值得进一步去研究利用。群桩的沉降应该是由四个部分组成：桩身压缩、桩底刺入、桩周土压缩、桩底土压缩变形。要从理论上解决且准确计算尚是不容易的，涉及理论的适用性，岩土参数的准确性，而这些因素在单桩静载荷试验中都有所体现。同时，与天然地基沉降一样，土的压缩模量对地基沉降影响很大，目前规范中地基规范法的群桩沉

4、降是采用等代墩基法计算的，地基应力按应力扩散后的Boussinesq解计算，只考虑桩底土的压缩沉降，经验系数随土的压缩模量不同，要乘以0.2~1.4的经验系数修正，桩基规范法则采用等效应力分层总和法，把承台底应力直接作用于桩底位置用Mindlin解计算地基应力，对应的修正经验系数为0.4~1.2。经验系数其实与不同地区的土性密切相关，如能通过单桩试验合理确定桩底土的变形模量，则可以更好反映场地地基土的特性，可以取消经验系数，对提高桩底沉降计算的精度将是很有意义的工作。本文把群桩的沉降分为两部分来计算，一是桩底地基的沉降，二是桩身区域的沉降，群桩沉降则为桩底地基沉降和桩身区

5、域沉降之和。其中，桩底地基的沉降利用单桩试验反算桩底地基土的变形模量，用Boussinesq应力解计算桩端下的地基应力分布，用分层总和法计算桩端土层引起的沉降；桩身区沉降包括桩身压缩、桩底刺入、桩周土压缩，依据影响范围，桩身区的沉降可以近似按照单桩特征荷载下的沉降不大于3倍估算，这样计算相对较简单又利用了单桩试验的结果，可以有效提高计算结果的可靠性。关键词：群桩沉降；单桩载荷试验；规范方法；压缩模量。IAbstractPilefoundationsettlementcalculationisstillanunsolvedhotissue.Atpresent,themost

6、widelyusedmethodforsettlementcalculationofpilegroupsismainlythemethodof“Codefordesignofbuildingfoundation”andthemethodof“TechnicalCodeforBuildingPileFoundations”.Thesemethodsaremainlyusedtocalculatethesettlementofsubsoilbelowthepiletipofpilegroupasthesettlementofpilegroup,neglectingthecom

7、pressionsettlementofpilebody,andthecalculationofsubsidenceofpilefoundationistoadoptthecompressivemodulusstratificationsummationmethodandthestressdistributionrespectivelyBoussinesqsolutionandMindlinsolution.Asthecalculationparametersofcompressivemodulusareadopted,the