超大厚度Q2黄土场地长短组合桩基础模拟研究

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目前高层建筑越来越多的被应用于现实生活当中，其地基的基础形式也在发生变化，群桩基础也逐渐得到了更多的采用，但从我国目前桩基工程的现状来看，仍然面临着许多方面的挑战。现有群桩基础的计算理论，大多是基于同一承台下桩长相等或者相差不是太大的情况之下的，然而对群桩基础桩长不等的情况，其理论研究还远远不能满足实际工程的需要。为了满足承载力和沉降的要求，通常会考虑承载力较深的持力层，而采用全长桩基础设计，这样设计的话不仅浪费了浅部持力层的承载力，而且还加大了工程资金的投入。采用不等长桩基础则能够很好解决这些问题，从而能更充分地利用不同土层的承载力，这样不仅能满足地基的承载能力，同时也降低了工程造价，而长短桩基础是一种比较新的桩基础类型。在陇东超大厚度黄土高原上修建超高建筑，基础方案的选择就成为工程建设的一大难题。因此，作者借助甘肃省庆阳市西峰区南盘旋片区的超高层建筑项目，根据该地区的工程地质条件及我国已有的超高建筑基础形式的研究成果，提出了在超大厚度黄土地区Q2离石黄土层上采用长摩擦桩复合桩基作为该地区超高建筑基础形式的方案，并在现场进行了一系列承载力的试验。作者研究了该基础方案的可行性，并探讨了单桩在竖向荷载作用下的机理，研究了大直径长摩擦桩的承载力特性、桩身轴力及桩侧摩阻力的分布形式。通过对 Q-s曲线进行了对比分析，确定了单桩的极限承载力，根据桩身轴力沿深度的分布确定了长桩和短桩的承载力。因此根据在超大厚度黄土场地所进行的单桩静载荷试验的试验结果，针对超大厚度Q2离石黄土场地，选用大直径长摩擦型桩基桩筏联合基础是此类地区建设超高建筑的不二选择。基于减沉桩原理，根据长桩控制变形、短桩提供承载力的基本思路提出长短桩组合桩基础设计思想。结合试验结果，分别确定了两种直径相同（d=800mm），长度不同（L1=40m，L2=20m），承载力不同的两种桩型，通过上部结构荷载估算确定了长短桩数量，根据相关规范，采用简化模型，利用Ansys有限元软件对全短桩、全长桩及长短桩组合桩基础在竖向荷载作用下的变形特性进行三维有限元分析。分析结果表明长短桩组合桩基础不仅可以大量减少长桩用量，而且可有效地控制基础整体沉降和差异沉降，显示其良好的应用前景。本次试验及其模拟的结论可为今后类似黄土地区的桩基础设计提供理论依据。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题的提出

1.3 桩基础的发展及研究应用现状

1.4长短桩基础理论研究和应用现状

1.5主要研究内容

第二章 长短桩思想及主要问题探讨

2.1引言

2.2长短桩基础思想

2.3长短桩的适用情况

2.4长短桩的布桩

2.5小结

第3章 单桩静载荷试验及其试验结果分析

3.1试验场地的工程地质条件

3.2基础形式的选择及其试验背景简介

3.3单桩静载试验方案设计

3.4单桩静载试验的其他要求

3.5单桩竖向静载试验结果分析

3.6小结

第4章 长短桩基础有限元模拟及沉降的对比分析

4.1 引言

4.2 长短桩基础的模拟

4.3计算模型参数选取

4.4 ANSYS分析桩基础的步骤

4.5模型对比分析的内容

4.6基础沉降比较分析

4.7轴力比较分析

4.8小结

结论及展望

1 本文主要结论

2 后续工作建议

参考文献

致谢

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