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高层建筑桩筏基础补桩加固分析与应用

作　者: 马志力
导　师: 赵峰
学　校: 武汉科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 桩筏基础 补桩加固 长短桩组合
分类号: TU473.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


伴随着国民经济的高速发展，高层建筑越来越多。桩筏基础由于其在沉降控制和提供承载力方面的优越性而受到广泛的应用，但在建设中因设计、施工等因素导致承载力严重不足时，需要采取补桩加固的措施。以往很多工程实例都是采取常规的桩基全托换方式进行加固，这样必然会造成很大的浪费。本文对长短桩组合桩基础在桩筏基础补桩加固中的应用开展研究工作：针对高层建筑桩筏基础补桩加固的情况，解释了长短桩组合桩基础的概念及其与长短桩复合地基的区别，提出桩筏基础补桩加固的设计思路及目前存在的问题。结合ANSYS软件利用映射网格划分，考虑桩筏基础的数值模型、桩与筏板本构模型、土体本构模型、桩与土接触面本构模型及土体非线性弹性问题，运用刚体—柔体接触方式，对桩筏基础补桩加固竖向承载性能进行有限元分析，得到桩基沉降及桩顶反力在补端承桩或摩擦桩两种不同桩型情况下随补桩桩长、桩径变化的趋势。对两种桩型的数据进行对比分析，得出几点有意义的结论。某既有高层建筑桩筏基础补桩加固中，在利用原有桩基部分承载力的情况下，打入部分端承长桩，从而形成长短桩组合桩基础的形式。分析补桩工程各项检测结果，补桩加固取得了良好的效果，避免了桩基的全托换，供工程实践参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 建筑基础加固工程实例及长短桩组合桩基础研究现状  8-10
  1.3 建筑基础不均匀沉降及基础承载力不足的危害及原因分析  10-11
    1.3.1 建筑基础不均匀沉降及基础承载力不足的危害  10
    1.3.2 建筑基础不均匀沉降及基础承载力不足的原因分析  10-11
  1.4 建筑基础加固对策研究  11-13
    1.4.1 建筑基础加固前的准备工作  12
    1.4.2 对既有建筑物地基基础加固的主要方法  12-13
  1.5 本文的研究思路及研究内容  13-15
第二章 桩筏基础补桩加固的基本理论  15-23
  2.1 长短桩组合桩基础的概念设计  15-17
  2.2 长短桩组合桩基础与长短桩复合地基的区别  17-18
  2.3 桩筏基础补桩加固设计思路及存在的问题  18-19
    2.3.1 桩筏基础补桩加固设计思路  18
    2.3.2 桩筏基础补桩加固设计中存在的问题  18-19
  2.4 桩筏基础数值分析原理  19-22
    2.4.1 数值模型  19-20
    2.4.2 本构模型  20-22
    2.4.3 土体非线性弹性问题  22
  2.5 结语  22-23
第三章 桩筏基础补桩加固竖向承载性能有限元分析  23-36
  3.1 ANSYS 软件简介  23
  3.2 桩筏基础三维实体模型在 ANSYS 软件中的建立  23-27
    3.2.0 单元选取  24
    3.2.1 实体模型建立  24-25
    3.2.2 计算模型参数选取  25
    3.2.3 网格划分  25
    3.2.4 接触单元的模拟  25-27
  3.3 ANSYS 数值计算结果及分析  27-34
    3.3.1 摩擦型长桩桩长变化对基础沉降的影响  27-28
    3.3.2 摩擦型长桩桩长变化对基础竖向荷载承担比的影响  28
    3.3.3 摩擦型长桩桩径变化对基础沉降的影响  28-29
    3.3.4 摩擦型长桩桩径变化对基础竖向荷载承担比的影响  29-30
    3.3.5 端承型长桩桩长变化对基础沉降的影响  30
    3.3.6 端承型长桩桩长变化对基础竖向荷载承担比的影响  30-31
    3.3.7 端承型长桩桩径变化对基础沉降的影响  31
    3.3.8 端承型长桩桩径变化对基础竖向荷载承担比的影响  31-32
    3.3.9 两种桩型数据对比分析  32-34
  3.4 结语  34-36
第四章 高层建筑桩筏基础补桩加固工程实例  36-58
  4.1 工程概况  36
  4.2 地质条件概况  36-37
  4.3 加固方案的基本思路与原则  37-42
    4.3.1 已施工的桩承载力特征值的取值  37
    4.3.2 补桩方案制定的原则  37-38
    4.3.3 补桩桩型的选择  38
    4.3.4 冲孔灌注桩承载力计算  38-40
    4.3.5 补强桩布置  40-42
  4.4 封桩节点大样及现场施工图  42-45
  4.5 新旧桩竖向承载力验算  45-48
    4.5.1 计算模型选取  45-46
    4.5.2 材料参数  46
    4.5.3 计算结果及分析  46-48
  4.6 底板开孔验算分析  48-49
  4.7 补桩加固效果分析  49-57
  4.8 结语  57-58
第五章 结论与展望  58-60
  5.1 结论  58
  5.2 后续工作及展望  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间发表的学术论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 地基基础 > 桩基及深基础 > 桩基
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