土岩组合地基变刚度调平设计新方法.pdf

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1、浙江建筑，第29卷，第6期，2012年6月ZhejiangConstruction，Vo1．29，No．6，Jun．2012土岩组合地基变刚度调平设计新方法ANewBalanceDesignMethodConsideringVariableRigidityforSoil—rockCompositeFoundation王栋．周峰WANGDong，ZHOUFengf南京T、l大学岩十工程研究所．江苏南京210009)摘要：使用plaxis有限元软件对土岩组合地基上设置变形调节器的桩筏基础进行了三维模拟，分析其优化调平效果。结果表明：桩基

2、及变形调节器联合变刚度设置可以显著减小基础的差异沉降，降低基础不均匀沉降导致的筏板内力，同时充分发挥了筏板下地基土的承载能力，实现了优化调平设计。关键词：土岩组合地基；变形调节器；变刚度调平中图分类号：TU443文献标志码：A文章编号：1008—3707(2012)06—0023—03我国的可溶岩分布面积占国土面积的1／3，是时，可将地基土与桩基础的支承刚度简化为两类非世界上岩溶最发育的国家之一。在岩溶地区，复杂线性弹簧，其中单桩非线性弹簧由支承刚度弹簧和地质条件给高层建筑物的桩基础设计与施工带来了桩身刚度弹簧两个子弹簧串联组成，当

3、桩长较短时，巨大的威胁与挑战。以岩溶地区经常出现的土岩组由于桩身刚度较大，在允许荷载值内桩身受荷产生合地基为例，由于地基土中土、岩本身支承刚度相差的变形非常小，桩身刚度弹簧常可忽略不计。桩顶较大，且厚度分布不均，导致基桩的受荷变形差异巨设置变形调节器后，单桩则可看作由桩顶变形调节大，给上部结构带来很大的安全隐患⋯。目前处理器刚度弹簧与单桩支承刚度弹簧串联而成，其支承土岩组合地基的主要方法是在桩与筏板之间设置易刚度可由下式计算：压缩材料，通过材料受荷后较大的压缩变形协调基础的变形差，但此方法使用的前提是在设计桩=氆(1)基础时能够准确

4、的估算出既定荷载作用下的基础变式中：kt一设置变形调节器后单桩支承刚度；形量。鉴于沉降计算理论的相对不成熟，如果通过一桩顶变形调节器刚度；在桩顶设置变形调节器改变单桩的支承刚度，对一单桩自身支承刚度。整个桩基础的支承刚度分布按需要进行较精确的人可以看出，通过人为调整变形调节器的刚度，可为调控，则可简单、经济地实现土岩组合地基上桩筏基础的零差异沉降。本文以某溶岩地区实际工程为以精确地控制单桩的支承刚度，从而保证基础的支承刚度同上部荷载相匹配，实现基础整体的调平优化设例，简化分析通过调整桩基与桩顶变形调节器的支承刚度，实现基础优化调平的

5、效果。计。周峰等研制的变形调节器既可以根据荷载自动调节自身的变形，其调节范围为3—10mm，刚度在1变形调节器基本原理生产时可以按需设定，一般为20～60kN／mm，又可以在对地基与桩基础构成的支承体系进行分析多个调节器组合串、并联使用，满足不同刚度设定的收稿日期：2012—03—28基金项目：国家自然科学青年基金项目(51008159)作者简介：王栋(1985一)，男，河南唐河人，工程师，主要研究方向为土岩组合地基桩筏基础沉降理论及检测技术。24浙江建筑2012年第29卷要求，见图1。亏；]。／一一～叭一～～一～～桩毒_J．．．J

6、1．一图1变形调节装置的串联并联图3模型剖面图一2数值模拟与分析2．2数值模拟结果为明确使用变形调节器后基础优化调平的效2．1模型建立及参数选取1●●，J果，本文分四类模型进行分析：模型1即墩基础顶本文=使用plaxis有限元软件对设置变形调节器2部未设置变形调节器的原有桩筏基础；模型2中的桩筏基础进行三维模拟，其中变形调节器为线性将摩擦桩桩径扩大为1rn，通过提高摩擦桩单桩前＼el弹簧，筏板、墩基础为线弹性体，桩采用实体桩模型，一期支承刚度，减小其上部筏板的沉降；模型3中摩桩径0．5m。土体本构模型采用M—c模型，土质情擦桩桩径仍

7、为0．5m，在墩基础顶部设置变形调节况以实际工程为例，并对参数进行了适当调整，具体器，其刚度同桩径为0．5m的摩擦桩前期支承刚度参数见表1。相同；模型4中将土、岩分界面附近的1号摩擦桩桩径扩大为1m，a号变形调节器刚度与之相同，2表1模拟分析参数号3号桩桩径仍为0．5m，e号b号变形调节器刚度与之相同。O．3O0．1四类模型中筏板顶部荷载同为110kPa，模拟计O．15算结果见图4～6。O．15O．15II截面／m-1o一8—6—4-2o24681o图2为本文的计算模型平面图，筏板面积为16．5m×10．5m，桩间距为6倍桩径。为便

8、于分析，--_模型_．_模型：筏板下基岩与地基土的分布进行了适当简化，在基主。＼＼=：=岩出露较浅的部位，采用墩基础，其他区域采用摩擦媛8．桩型式，变形调节器设置于墩基础顶部，基础顶面荷Z—，lO,＼-)●Z载假定为均布荷载，荷载水平