桩土相互作用理论进展与应用.pptVIP

70年代以来，桩基础的设计思想出现了较大的飞跃。 由承载力控制设计逐渐过渡到满足承载力要求的前提下，以控制沉降（特别是差异沉降）为目的来设置桩。 出现了一些经典的设计案例。 Horikoshi Randolph (1998) 对荷载均匀的筏基，提出仅在基础中心16-25% 范围内布桩，可得到较为优化的设计和均匀的沉降。 对荷载不均匀的桩筏基础，可采用不同的桩长来得到最优化设计 (Reul Randolph, 2004). 国内刘经砺等也提出类似思想。 进一步发展到柔性桩与刚性桩的组合使用 针对框架（或外框内筒、框架-剪力墙）结构建筑物经常出现边柱沉降小、中柱（或内筒）沉降大的情况，Flemming等1990年首次提出了在边柱下面设置具有一定模量的可压缩垫块，使边柱从而可产生较大的沉降，从而减小边柱与内柱的沉降差。 一些例子 Messe Turm Tower, Frankfurt (Sommer et al., 1991; Tamaro,1996; El-Mossallamy and Franke, 1997). The Messe Turm tower 256 m 高, 当时是欧洲最高的建筑物。建于1988~1990。 采用了 中心部分6 m 厚、边缘处 3 m 厚的筏板。 按桩达到极限承载力设计，承担60%的建筑物荷载。 采用天然地基方案，沉降40~50cm，差异沉降将达15cm。 采用了 64根桩，桩径1.3 m，长度26.9 ~ 34.9 m.桩中心距 3.5~ 6D。 Westend 1 Tower, Frankfurt Franke et al. (1994) and Franke (1991). The Westend 1 Tower 是一幢 51层、 208 m 高。采用桩筏基础。 设置 40根桩，桩长 30 m，桩径1.3 m。 筏板中部厚 4.5 m，边缘处厚3 m。 底板置于法兰克福硬粘土上。土的再压缩模量 62.4 MPa （ Franke et al. 1994). Residential buildings in Sweden Hansbo (1993) 其中一幢楼设计采用常规设计（桩基础安全系数3），桩数 211根， 28 m长。 另外一幢楼采用徐变桩“creep pile”的概念进行设计。桩作为减少沉降量的元件 （settlement reducer）安全系数仅为 1.25。仅设置104根桩， 26 m 长。 后者沉降并不比前者大。 Commercial building in Sao Paulo, Brazil Poulos (1994b) Akasaka 某多层商业建筑占地44.5m ×26.75 m. 柱下独立基础。 在荷载较大的独立基础下设置桩以减少沉降。 以SP11基础为例，最大沉降不超过30mm。 不设置桩时，沉降50 mm。采用了直径520 mm预制桩，桩长12 m，设置10根桩时则为20 mm。 最后采用了6根桩。 法兰克福日本中心大楼High-rise building Japan-Center, Frankfurt 塔楼占地37m ×37 m，与筏板基础存在偏心。 采用了局部布桩解决偏心，同时又可避免在塔楼与纯地下室部分之间设置沉降缝。 建筑物总重600MN，有效重量400MN。桩承担了300MN，占总荷载的70~75%。 沉降7cm作用，整体倾斜1:1000。 High-rise building Sony-Center, Berlin 建筑物场地下土主要为砂和泥灰岩。 建筑物近邻新建成的地铁隧道。基础底面在泥灰岩之上。 为减小沉降，采用了直径1.5m、桩长15m~25m的桩，。 建筑物竣工后沉降3cm。 国内的一些研究与实践 常规桩与传统复合地基中“桩”的结合 传统复合地基与桩基的结合 桩-基础间新的连接构造方式的研究与工程实践 常规桩与传统复合地基中“桩”的结合 目前的发展一个重要趋势是，出现了传统桩基础中桩与复合地基中各类“桩”的柱体的结合，而形成很多新的复合桩体，呈现了“柔性桩、半刚性桩向刚性桩的发展”。例如，在常规水泥搅拌桩中心压入预制芯桩、在粉喷桩中静压压入预制桩、搅拌桩中施工沉管灌注桩、在悬喷桩中插入型钢等以获得较高的单桩承载力，研究表明，当芯桩尺寸适当时，摩擦型复合桩体可获得不小于与水泥土桩外围尺寸相同的灌注桩的承载力[2]。日本也采用在悬喷桩中心插入钢管用于桥梁桩基的抗震加固、在大直径水泥土桩中插入钢管形成钢管水泥土桩等。此外，还有在砂石桩中插入预制桩形成“砂芯砂石桩”[3]，以加快地基固结从而减少复合地基工后沉降和差异工后沉降。 传统复合地基与桩基的结合 其特点是，同一建筑物基础下同时采用钢筋