超高层建筑桩基础承载性能研究

论文摘要

近年来,随着超高层建筑的快速发展,超长大直径钻孔灌注桩因其单桩承载力高的特点在工程上被广泛的应用。但是,对这类桩的荷载传递机理研究还不够完善,至今仍没有符合实际的统一计算方法。当前的规范主要是针对中短桩建立而成的,对于超长大直径钻孔灌注桩的设计,其针对性不强,存在适应性问题。因此,本文选择“超高层建筑桩基础承载性能研究”具有重要的理论意义和实用价值。本文在参考众多学者研究的基础上,对超高层建筑桩基础理论研究进行了详细的阐述,对大直径钻孔灌注桩的工作性状进行了分析总结,针对河北开元环球中心的试桩进行了现场试验,并利用ANSYS有限元数值模拟软件对桩基承载力进行了模拟分析,文章最后就大直径钻孔灌注桩桩基优化设计问题进行了探讨。通过分析研究认为,对于超长桩应取适当的桩径才能充分发挥桩长的作用;通过现场对试桩的测试可知,在桩顶荷载不断增加时,侧阻的发挥先于端阻,端阻的发挥还不够充分,桩端承载力仍有很大的应用潜力;通过数值模拟分析可知,由于桩与承台的共同作用,使群桩产生了碟形沉降和碟形应力分布,其对上部高层结构极为不利,应注意避免,应用共同作用整体分析方法是优化设计最理想的方法,也是优化设计的发展趋势所在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 超高层建筑的概况
• 1.2 超高层建筑基础设计所面临的问题
• 1.3 超长大直径钻孔灌注桩的研究现状
• 1.4 技术路线
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 大直径钻孔灌注桩工作性状研究
• 2.1 荷载传递机理
• 2.1.1 桩侧阻力和桩端阻力分担荷载比例
• 2.1.2 桩身轴力传递的研究
• 2.2 单桩极限承载力的计算
• 2.3 沉降分析研究
• 2.3.1 沉降机理分析
• 2.3.2 单桩沉降的计算
• 2.3.3 沉降计算中存在的问题
• 2.4 荷载-沉降关系
• 2.5 本章小结
• 第3章 大直径钻孔灌注桩现场试验研究
• 3.1 河北开元环球中心工程
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 地层情况
• 3.1.3 水文地质条件
• 3.1.4 试桩参数
• 3.2 试验前的准备
• 3.2.1 桩基施工的注意事项
• 3.2.2 静载试验前应重视的问题
• 3.3 试验内容及测试方法
• 3.3.1 桩身完整性测试
• 3.3.2 单桩竖向抗压静载试验
• 3.3.3 桩身应力测试试验
• 3.4 试验结果及数据分析
• 3.4.1 桩身完整性测试
• 3.4.2 单桩竖向抗压静载试验
• 3.4.3 桩身应力测试试验
• 3.5 本章小结
• 第4章 桩基础工作性能的模拟分析
• 4.1 ANSYS软件简介
• 4.2 单桩承载力性状模拟
• 4.2.1 材料属性
• 4.2.2 接触面单元选择
• 4.2.3 模型的建立
• 4.2.4 介质参数及边界条件
• 4.2.5 数值模拟结果及分析
• 4.3 群桩受力性能的模拟分析
• 4.3.1 模型的建立
• 4.3.2 介质参数及边界条件
• 4.3.3 结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 桩基础优化设计分析
• 5.1 桩基优化概述
• 5.2 用复合桩基的思想进行优化
• 5.2.1 以承载力控制为主的设计
• 5.2.2 以沉降控制为主的设计
• 5.3 桩筏基础的桩土分担建筑物荷载思想进行优化
• 5.3.1 桩筏（箱）分担建筑物荷载的实测
• 5.3.2 桩筏（箱）分担荷载计算
• 5.3.3 桩筏优化分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献