受周边多塔楼约束的广场地下车库抗浮及上浮问题的研究

摘要

随着经济的发展和人们居住环境的改善，对建筑规划的要求逐渐提高，把周边多幢高层建筑的基础连成整体利用广大的地下空间形成地下车库或地下商场，这满足了多种建筑功能的需要，而且经济效益十分明显。对于周边多塔楼的广场地下车库，这类结构在施工时如果稍有不慎，就可能发生上浮。在实际工程中，这类结构上浮的实例也屡有发生。
　　 本文以湖州某住宅区受周边多塔楼约束的广场地下车库上浮实例为工程背景，对这类广场地下车库的上浮问题展开研究。本文的主要研究工作有：
　　 1.对多塔楼整体地下结构的受力及变形特征进行了研究。同时，通过一个算例对地下结构分别采用桩箱和桩筏基础时受荷变形情况进行对比分析。从抗浮角度提出应该对基础进行优化设计的观点。
　　 2.从荷载传递法、弹性理论法和剪切位移法三个方面分析了抗拔单桩的荷载传递机理。同时建立有限元模型，将有限元计算结果与现场抗拔桩试验结果进行对比分析。并以湖州某地下车库上浮中发生抗拔桩失效的工程案例为研究对象，对抗拔桩的失效破坏模式进行计算探讨，并得出桩顶与承台发生连接失效的结论。
　　 3.对抗浮水位的合理取值进行探讨。针对湖州具体工程分析了多层土体和不同基底宽度处地下水浮力时滞性规律。当地下结构埋置于淤泥质土等低渗透性的粘土层中时，其时滞性效应比较明显。并且地下结构宽度越大，其时滞性效应越显著。
　　 4.采用ANSYS有限元程序对湖州地下车库、地基土、抗拔桩等进行整体建模。同时现场底板上浮量较大的部位设置了40个测点，监测地下车库底板的上浮情况。计算结果表明，底板大部分测点的位移计算值与实测值是比较吻合。
　　 5.利用限元整体模型，分别模拟计算不同时期、不同地下水位作用下的沉降和受力，并和现场的实测数据进行对比分析。计算得出的主要上浮部位及位移和现场沉降观测的数据是基本吻合的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题研究背景及意义

1.1.1工程实际概述

1.1.2问题的提出

1.2国内外研究现状

1.2.1广场地下车库受力特点

1.2.2桩与土相互作用研究现状

1.2.3地下车库抗浮设计研究现状

1.2.4地下水渗流理论研究现状

1.3论文主要研究内容及创新点

第2章多塔楼整体地下结构受力及变形特征

2.1多塔楼大底盘整体地下结构的沉降变形

2.2地基基础不同结构形式的受力和变形

2.2.1箱形基础的受力及变形

2.2.2筏形基础的受力及变形

2.2.3算例分析

2.3小结

第3章桩与土相互作用受力与变形分析

3.1桩受力机理

3.1.1抗拔桩的受力机理及破坏形态

3.1.2荷载传递法

3.1.3弹性理论法

3.1.4剪切位移法

3.2抗拔桩试验

3.3单桩有限元分析

3.3.1桩土本构模型

3.3.2桩土接触设置

3.3.4计算模型建立

3.4抗拔桩破坏模式分析

3.4.1桩土摩擦失效

3.4.2桩身失效

3.5小结

第4章抗浮水位的合理取值

4.1概述

4.2地下水及类型

4.3“抗浮水位”的概念

4.4“抗浮水位”的合理取值

4.4.1多层地下水最高水位的确定

4.4.2场地抗浮设防水位确定

4.4.3水浮力的计算

4.5小结

第5章地下水渗流规律及其模拟

5.1渗流基本概念及模拟方法

5.1.1渗流基本理论

5.1.2渗流基本方程

5.1.3模拟方法

5.1.4渗流方程与热方程的相似性

5.2简化模型的计算分析

5.2.1结构模型单元及参数选取

5.2.2计算分析

5.3工程实例

5.4小结

第6章受周边多塔楼约束的广场地下车库有限元分析

6.1工程概况

6.2土和结构本构模型的确定

6.2.1混凝土本构模型

6.2.2土体本构关系

6.3有限元模拟

6.3.1计算模型基本条件

6.3.2实体模型建立

6.4计算结果

6.4.1计算工况一

6.4.2计算工况二

6.5小结

第7章数值计算与现场观测数据的分析比较

7.1引言

7.2实测地下车库的变形

7.3地下车库变形的计算结果

7.4实测数据与数值计算的对比

7.5小结

第8章结论与展望

8.1主要结论

8.2进一步研究

参考文献

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果