群樁-承臺聯(lián)合基礎的力學特性及其在大開間結構中的應用研究.pdf

1、為滿足軟土地區(qū)大開間建筑物對基礎的需要，低承臺小群樁的樁基型式得到了廣泛的發(fā)展和應用。但目前采用共同作用原理設計的低承臺小群樁主要考慮滿足承載力的要求，而對承臺沉降、尤其是各群樁承臺的不均勻沉降考慮尚顯不足。對群樁—承臺樁基與上部結構共同作用的研究較少。
　　 論文通過收集前人資料、理論分析以及數(shù)值模擬系統(tǒng)研究了樁、地基土、承臺和上部結構相互作用機理和受力特性，并在此基礎上探討了鍋底形沉降對建筑物結構梁、柱應力的影響以及群樁—承

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

3、于高承臺小群樁而大于單樁。低承臺小群樁的基樁承載力隨樁長、樁距、樁徑、樁數(shù)的增加而增加，但同時也對應有較大的沉降量。
　　 研究中用彈性有限元方法編制了大開間建筑物結構分析程序，在計算中同時考慮建筑物的分步施工和結構剛度逐步形成的過程，與群臺樁基礎在考慮樁～土～承臺～上部結構共同作用下的沉降計算相耦合，計算對比了考慮與不考慮群樁-承臺效應情況下的沉降量變化和結構內(nèi)力變化。計算結果顯示，考慮群樁-承臺效應和樁～土～承臺～上部結構共

4、同作用情況下，建筑物將產(chǎn)生鍋底形沉降。程序同時計算了考慮群樁-承臺效應和樁～土～承臺～上部結構共同作用時建筑物的梁、柱內(nèi)力，并與不考慮柱底沉降時的計算結果進行了對比，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力增大很多，說明建筑物群樁-承臺基礎產(chǎn)生鍋底形沉降時，邊跨梁的次應力可能使梁中總應力超過結構強度產(chǎn)生開裂。
　　 建筑物的荷載有約30％在結構完工以后才施加，若按承載力確定各柱下低承臺小群樁的設

5、計，在后期荷載的作用下，大開間建筑物仍會產(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-承臺效應引起的沉降差異。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、邊部位承臺在自身荷載下的沉降量略大于中部承臺；或是增加中部承臺承載力，減少沉降量；或是“預留沉降”，在預計沉降量較小的承臺與立柱接頭部位采用結構措施，按照荷載完全施加后可能出現(xiàn)的沉降