群樁-承臺(tái)聯(lián)合基礎(chǔ)的力學(xué)特性及其在大開(kāi)間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究.pdf

1、為滿(mǎn)足軟土地區(qū)大開(kāi)間建筑物對(duì)基礎(chǔ)的需要，低承臺(tái)小群樁的樁基型式得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但目前采用共同作用原理設(shè)計(jì)的低承臺(tái)小群樁主要考慮滿(mǎn)足承載力的要求，而對(duì)承臺(tái)沉降、尤其是各群樁承臺(tái)的不均勻沉降考慮尚顯不足。對(duì)群樁—承臺(tái)樁基與上部結(jié)構(gòu)共同作用的研究較少。
　　 論文通過(guò)收集前人資料、理論分析以及數(shù)值模擬系統(tǒng)研究了樁、地基土、承臺(tái)和上部結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理和受力特性，并在此基礎(chǔ)上探討了鍋底形沉降對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)梁、柱應(yīng)力的影響以及群樁—承

2、臺(tái)效應(yīng)下減小建筑物不均勻沉降的方法。
　　 論文將樁基礎(chǔ)計(jì)算的彈性理論法的樁位移方程加以改進(jìn)，使其計(jì)算精度有所提高，并將其應(yīng)用于樁～土～承臺(tái)～上部結(jié)構(gòu)共同作用研究，用DIGITAL VISUAL FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)了計(jì)算程序，研究了高承臺(tái)小群樁、低承臺(tái)小群樁的荷載～沉降特征，并提出了用帶臺(tái)單樁等代低承臺(tái)小群樁的方法。
　　 高承臺(tái)小群樁的基樁承載力小于單樁，沉降量大于單樁，而低承臺(tái)小群樁的基樁承載力大于單樁，沉降量小

3、于高承臺(tái)小群樁而大于單樁。低承臺(tái)小群樁的基樁承載力隨樁長(zhǎng)、樁距、樁徑、樁數(shù)的增加而增加，但同時(shí)也對(duì)應(yīng)有較大的沉降量。
　　 研究中用彈性有限元方法編制了大開(kāi)間建筑物結(jié)構(gòu)分析程序，在計(jì)算中同時(shí)考慮建筑物的分步施工和結(jié)構(gòu)剛度逐步形成的過(guò)程，與群臺(tái)樁基礎(chǔ)在考慮樁～土～承臺(tái)～上部結(jié)構(gòu)共同作用下的沉降計(jì)算相耦合，計(jì)算對(duì)比了考慮與不考慮群樁-承臺(tái)效應(yīng)情況下的沉降量變化和結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化。計(jì)算結(jié)果顯示，考慮群樁-承臺(tái)效應(yīng)和樁～土～承臺(tái)～上部結(jié)構(gòu)共

4、同作用情況下，建筑物將產(chǎn)生鍋底形沉降。程序同時(shí)計(jì)算了考慮群樁-承臺(tái)效應(yīng)和樁～土～承臺(tái)～上部結(jié)構(gòu)共同作用時(shí)建筑物的梁、柱內(nèi)力，并與不考慮柱底沉降時(shí)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)角、邊部位柱的內(nèi)力、彎矩增加，中部柱的內(nèi)力減小，而且邊跨梁中最大拉應(yīng)力增大很多，說(shuō)明建筑物群樁-承臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生鍋底形沉降時(shí)，邊跨梁的次應(yīng)力可能使梁中總應(yīng)力超過(guò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生開(kāi)裂。
　　 建筑物的荷載有約30％在結(jié)構(gòu)完工以后才施加，若按承載力確定各柱下低承臺(tái)小群樁的設(shè)

5、計(jì)，在后期荷載的作用下，大開(kāi)間建筑物仍會(huì)產(chǎn)生較大的沉降與不均勻沉降。
　　 要解決建筑物鍋底形沉降問(wèn)題，不僅要考慮到荷載不同引起的沉降差異，還要考慮群樁-承臺(tái)效應(yīng)引起的沉降差異。為盡可能減少鍋底形沉降，可采取了減少角、邊部位樁基的樁、土剛度比，使角、邊部位承臺(tái)在自身荷載下的沉降量略大于中部承臺(tái)；或是增加中部承臺(tái)承載力，減少沉降量；或是“預(yù)留沉降”，在預(yù)計(jì)沉降量較小的承臺(tái)與立柱接頭部位采用結(jié)構(gòu)措施，按照荷載完全施加后可能出現(xiàn)的沉降