疏桩基础.docx
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1、疏桩基础的设计思想在桩基础设计中的应用【引言】传统的桩基础设计思想中桩承担上部结构的全部荷载,而成台下的土则完全不承担荷载,造成桩数过多,桩距过密,桩基础的造价昂贵。同时施工中打不进桩和桩被打坏的现象时有发生。因此,对于疏桩基础的研究越来越受到重视,且在工程应用中有着重要意义。【疏桩基础设计思想】疏桩基础就是指桩间距大于甚至远远大于56倍桩径的桩基础。它是把建筑物按常规设计确定的桩数量与间距加以精简与疏布的桩基础。严格地讲,疏桩属于在软土地基中应用的,以沉降控制理论为主导思想的复合型桩基础。当在较软的地基上建造多层建筑物时,如采用天然地基浅基础方案,对地基的强度要求往往能得到基本满足或相差不大
2、,但地基变形验算因沉降过大而无法满足设计要求。若采用外荷载全部由桩承担的常规桩基设计方法,则桩间土的承载力全部被浪费,这样的设计显然是不合理的。为此提出了一种新的设计方法,以便能够充分利用桩间土的承载力。该设计思想认为,承台下的土也能分担一部分荷载,如果桩数少则承台下土甚至可以负担大部分荷载。桩的设置主要是为了减少和控制建筑物的沉降,并使建筑物基础满足整体承载力的要求。因而在此基础上进一步发展出利用少量的桩来协助天然地基以减少其沉降或弥补其承载力不足的疏桩基础。【疏桩基础的理论依据】现行的桩基基础设计中的群桩一般采用34倍桩径的桩距,其群桩效应明显,主要表现在以下三个方面:(1)由于桩距小,在
3、桩端平面会发生应力重叠,并且桩距越小,这种应力重叠部分越大,从而桩端平面土所受应力增大,压缩量增加,结果基础沉降量增大。(2)桩间土被相邻桩裹挟着,桩承受荷载以后桩间土同桩一同下沉变形,桩土相对位移变小,因而桩侧摩阻力不能充分发挥。因此,在小桩距群桩中的单桩发挥的承载力远没有达到其极限承载力。(3)桩的面积占承台面积的比例较高,桩的刚度又比桩间土的刚度大得多,因而荷载大部分集中在桩上,桩间土分担的荷载比例较小。要避免群桩效应,最大限度的发挥桩间土的承载力,就必须根据群桩基础工作性状的实际,合理的疏化群桩。从理论上讲,只要桩间距大到一定程度,相邻桩就无应力重叠现象。所以,疏桩基础是优化的群桩基础
4、,它减少了桩数,避免了群桩效应,能充分发挥各单桩及桩间土的承载力。有用三维数值模拟实验的结果表明:(1)疏桩基础能较充分的发挥桩身侧摩阻力、桩端阻力的作用,桩承载接近于其极限承载力;(2)疏桩基础较充分的调动承台底土体参与承载,而且随着荷载的增加这种作用越明显;(3)疏桩基础使中、边、角桩的桩端阻力和承台底土反力分布更均匀,从而降低基础底板沉降的不均匀性,减少底板的整体弯矩和上部结构次应力。【疏桩基础工作原理】疏桩基础工作性状基于桩-土-承台的共同作用。在外荷载作用下,桩土分担荷载的规律比较复杂,它是随着时间和荷载而变化的。由室内外试验和有限元计算结果初步得出了一些结论,大体上反映了疏桩基础的
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