考慮巖溶區(qū)地基和基樁差異的樁基設(shè)計計算方法研究.pdf

1、我國巖溶區(qū)分布廣泛，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展，大量建筑物或構(gòu)筑物不可避免地建在巖溶發(fā)育地區(qū)。當(dāng)樁基礎(chǔ)作用在該類地基上時，經(jīng)常遇到復(fù)雜的巖溶地層，一旦發(fā)生基礎(chǔ)下的溶洞塌陷，將造成嚴(yán)重的工程事故。因此工程中對樁端下溶洞的處治非常慎重，“見洞就穿”是巖溶區(qū)樁基設(shè)計施工中的普遍現(xiàn)象。但是，大多數(shù)情況下，構(gòu)筑物的基礎(chǔ)不是每根樁樁端都有溶洞，而且多樁群下只有少數(shù)基樁樁端存在溶洞的情況也很常見。這種情況下，考慮地基和樁基的聯(lián)合作用，對基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)

2、計，這對加快工程進(jìn)度，減少工程投資具有重要的現(xiàn)實意義。為此，本文采用理論分析與數(shù)值模擬的方法，針對多樁群下只有少數(shù)基樁樁端存在溶洞的情況，對巖溶區(qū)樁基設(shè)計計算方法進(jìn)行較系統(tǒng)深入的研究，主要完成了以下工作:
　　 首先針對巖溶區(qū)樁基承載機理和設(shè)計方法的特殊性，深入分析了巖溶頂板的安全厚度和嵌巖樁在豎向荷載作用下的承載特性?？紤]到樁-梁基礎(chǔ)具有較高的整體剛度和穩(wěn)定性，探討了加強原基樁之間的橫系梁成為加勁橫梁，通過優(yōu)化加勁橫梁的剛度和

3、基樁的樁徑，對各樁樁頂荷載進(jìn)行合理分配，達(dá)到提高樁端巖溶頂板穩(wěn)定性的目的，并提出了考慮巖溶頂板、基樁、加勁橫梁共同作用的巖溶區(qū)樁基設(shè)計思路。
　　 其次，針對巖溶頂板與樁基共同作用系統(tǒng)的特征，對溶洞頂板進(jìn)行合理的簡化，并提出相應(yīng)的假設(shè)，根據(jù)巖溶頂板形態(tài)和邊界條件，將頂板簡化成典型的力學(xué)模型。根據(jù)巖溶頂板的厚跨比，將頂板分為薄板和中厚板，并分別利用薄板理論和Reissner中厚板理論提出了頂板沉降的計算公式。利用ADINA非線性有

4、限元程序探討了巖溶頂板在跨度3～10m、厚度1～10m范圍內(nèi)的情況，詳細(xì)分析了頂板厚度、跨度、厚跨比、樁徑等因素對溶洞頂板變形的影響。
　　 第三，針對溶洞導(dǎo)致基礎(chǔ)下各基樁的差異性，提出了巖溶區(qū)樁基礎(chǔ)的內(nèi)力計算方法。并提出將加勁橫梁、基樁、巖溶頂板作為一個整體考慮的設(shè)計思想，推導(dǎo)了加勁橫梁和基樁的內(nèi)力計算公式以及巖溶區(qū)完整基巖和下伏溶洞地基上的基樁的剛度計算公式，并提出了考慮巖溶區(qū)差異地基的樁基礎(chǔ)設(shè)計流程。
　　 最后，