大型格池桩筏基础共同作用及抗震设计的分析研究

摘要

本文结合南京市城北污水处理厂最核心的构(建)筑物——曝气沉淀池(甲池)的地基及基础处理工程，在软土地基上开展了大型格池桩筏基础与地基共同作用及抗震的工程设计、现场试验和理论分析研究。　　本文结合曝气沉淀池甲池桩筏基础共同作用的工程设计，在工程现场采用预制桩堆载和闭水载荷法模拟甲池实际运行工况，开展了系统的试验测试研究。通过堆载与闭水载荷两种方法的加载及卸载的试验分析，研究了大型格池桩筏基础的变形、桩顶与筏底的受力、桩与筏的荷载分担及筏板内的钢筋应力的性状和特征；应用三维有限元对大型格池桩筏基础共同作用进行了模拟分析；提出了基于可靠度指标β法来研究分析了桩筏基础的动力可靠度(抗震)设计安全性。　　本文总结了基于桩筏基础变形与桩筏基础共同作用主要四种实用计算方法。提出了大型多格水池桩筏基础设计研究的主要内容，给出了桩筏基础的总沉降、差异沉降、桩间距以及桩与筏的荷载分担比的设计值，明确了桩筏基础的抗震设计原则及抗震设计构造要求。通过工程设计与试验结果及理论计算的分析，综合论述了三者在桩筏基础沉降、各区位桩顶反力、桩与筏的荷载分担比之间的关系和几点启示。同时研究分析了桩筏基础荷载分担的主要影响因素，并提出了软土地基上工程设计中桩与筏的荷载分担比的建议。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1综述

1.1.1桩筏基础常规设计方法

1.1.2桩筏基础与地基共同作用的基本概念

1.1.3桩筏基础与地基共同作用研究成果分析

1.2问题的提出

1.2.1给排水结构的特点不同于高层建筑

1.2.2现行的专业设计规范尚无计算公式

1.3研究的目的、意义及实用价值

1.3.1课题研究的工程概况

1.3.2课题研究的目的

1.3.3课题研究的意义及实用价值

1.4国内外的设计与研究现状

1.4.1国际研究概况

1.4.2国内研究概况

1.4.3国内外研究情况综述

1.4.4目前研究存在的问题

1.5研究的内容

1.5.1研究的工作思路

1.5.2研究的技术关键

1.6本课题的创新点

1.6.1研究课题的特色

1.6.2研究课题的主要技术创新之处

本章参考文献

第2章大型格池桩筏基础共同作用的试验研究及分析

2.1曝气沉淀池工程概况

2.2曝气沉淀池工程地质状况

2.2.1土层分布特征

2.2.2土层液化情况

2.2.3岩土物理力学指标及工程设计参数

2.2.4水文地质特征

2.3单桩(试验桩)垂直静载荷试验与成果分析研究

2.3.1单桩(试验桩)测试目的及内容

2.3.2试验桩设计与施工概况

2.3.3单桩(试验桩)垂直静载荷试验设备与方法

2.3.4单桩(试验桩)垂直静载检测结果及分析

2.4单桩(工程桩)高、低应变动力检测试验与成果分析研究

2.4.1工程桩设计概述

2.4.2检测目的及内容

2.4.3单桩高、低应变动力测试方法

2.4.4检测结果及分析

2.5单桩(工程桩)水平静载试验分析研究

2.5.1单桩水平静载试验方法

2.5.2单桩水平静载试桩情况

2.5.3单桩水平静载试验成果

2.5.4单桩水平静载试验成果分析

2.6桩筏基础与地基共同作用的现场试验研究

2.6.1试验研究的必要性

2.6.2现场试验内容与目的

2.6.3试验总体概况

2.6.4测点元件的布置

2.6.5测试内容与方法

2.6.6测试加载等级设计及实际布载状况

2.7桩筏基础与地基共同作用实测结果分析

2.7.1堆载法实测结果分析

2.7.2闭水载荷原位测试结果分析

2.8本章小结

2.8.1单桩(试验桩)垂直静载荷试验与分析

2.8.2单桩(工程桩)高、低变动力检测试验与分析

2.8.3单桩(工程桩)水平静载试验与分析

2.8.4大型格池桩筏基础与地基共同作用试验及测试研究

2.8.5堆载实测结果分析的几点启示

2.8.6闭水载荷实测结果分析的几点启示

本章参考文献

第3章大型格池桩筏基础共同作用的三维有限元模拟分析

3.1计算参数的取值

3.2计算模型的建立

3.3计算结果分析

3.3.1桩顶反力分布

3.3.2 A、C区域两种工况的桩筏荷载分担比

3.3.3群桩桩间距对桩筏分担比的影响

3.3.4筏板底部土层变形性质对筏板的分担比影响

3.3.5筏板厚度的变化对桩筏荷载分担比及筏底正应力分布的影响1

3.3.5筏板厚度的变化对桩筏荷载分担比及筏底正应力分布的影响2

3.4本章小结

3.4.1计算模型

3.4.2桩顶反力与筏底土压力分布规律

3.4.3桩筏基础的荷载分担

3.4.4桩间距s的影响

3.4.5土层压缩模量Es的影响

3.4.6筏板厚度变化的影响

本章参考文献

第4章大型格池桩筏基础的抗震研究分析

4.1动力可靠度研究现状

4.2动力可靠度分析的基本理论

4.2.1动力反应分析原理

4.2.2可靠度理论的若干基本概念

4.3工程实例分析

4.3.1桩筏基础工程概况

4.3.2地震动输入曲线及有限元计算网格剖分

4.3.3计算结果分析

4.4本章小结

本章参考文献

第5章大型格池桩筏基础共同作用计算方法与设计分析

5.1桩筏基础共同作用在工程设计中的计算方法

5.1.1抽桩加大桩间距法

5.1.2筏基应力与沉降控制法

5.1.3变刚度调平设计法

5.1.4桩筏基础沉降计算简化实用法

5.2大型格池桩筏基础共同作用的工程设计

5.2.1工程概况

5.2.2桩筏基础设计

5.3工程设计与试验结果及理论计算的分析

5.4大型格池桩筏基础共同作用主要因素的分析

5.4.1关于地基土压缩模量Es的影响

5.4.2关于桩间距s的影响

5.5桩筏基础荷载分担比设计取值建议及效益分析

5.5.1桩与筏荷载分担比设计取值建议

5.5.2经济效益的分析

5.6本章小结

5.6.1工程设计中的主要实用计算方法

5.6.2曝气沉淀池(甲池)桩筏基础设计研究的主要内容

5.6.3工程设计、实测及理论计算分析的几点启示

5.6.4桩筏基础荷载分担主要影响因素的分析

5.6.5工程设计中桩筏基础荷载分担比的几点建议

5.6.6经济效益显著

本章参考文献

第6章结论

6.1本文的主要研究成果

6.2本文的主要结论

6.2.1大型格池桩筏基础共同作用现场试验研究的特性分析

6.2.2大型格池桩筏基础共同作用的三维有限元模拟分析研究

6.2.3大型格池桩筏基础动力可靠度的分析研究

6.2.4大型格池桩筏基础共同作用计算方法与设计分析研究

6.3今后研究的主要问题及发展趋势

6.3.1今后研究的主要问题

6.3.2发展趋势

致谢

个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果