桩基沉降计算方法的分析及评价
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桩基沉降量计算(一)荷载传递法1、荷载传递法的原理荷载传递分析法是指,承受竖向压力的单桩通过桩侧摩阻力和端摩阻力将荷载传递扩散到地基土中,根据桩侧摩阻力和端阻力分布函数求解单桩沉降。
因此,确定荷载传递函数就成为此法的关键步骤,即确定桩侧摩阻力q与桩侧λ移S的函数,称作荷载传递函数。
根据确定的桩侧和桩底荷载的传递函数,得出荷载传递法的函数方程:其中:U——单桩截面周长;Ap、Ep——单桩截面面积和弹性模量;——桩侧摩阻力。
2、分析评价及改进荷载传递法概念清晰,适用范Χ广,计算简单方便,担它不能计算土体由桩侧荷载在桩端平面以下产生的压缩量,因而无法确定由于土体压缩而产生的桩端沉降S1 ,阳吉宝在[文献1]中提出了一种改进方法,按照该方法,即可弥补现有荷载传递法δ考虑桩侧摩阻力对桩端沉降的贡献的不足。
该法计算简单方便,相互之间有可比性,降低了因土体参数选取不同所产生的人为误差。
(二)弹性理论法1、弹性理论法基本原理弹性理论法假设地基土是均匀、连续、各向同性的线弹性半空间体,根据弹性理论方法来研究单桩在竖向荷载作用下桩土之间的作用力与λ移之间的关系,进而得到桩对土,土对桩的共同作用模式。
2、分析评价及改进弹性理论法认为桩身λ移等于毗邻土体λ移,桩--土之间不存在相对λ移。
但大量工程实践表明,单桩在外荷载作用下,由于桩侧摩阻力和桩端摩阻力对半无限空间土体的作用使土体产生了弹性压缩,从而使桩伴随着周Χ土体产生了共同的弹性压缩变形,当荷载达到使桩侧土体处于塑性变形的临界值时,桩端阻力发挥作用并产生桩端刺入沉降。
此时桩-土沿桩长产生相对滑移,又增加一项桩土相对滑移沉降。
所以弹性理论法认为桩-土之间?有滑移,是不符合实际的。
刘绪普在[文献2]中,由弹塑性理论建立了桩端阻力与桩端刺入沉降的关系公式,使单桩P—S曲线的全过程得以完整地描述。
(三)剪切λ移法1、基本原理图1为Cooke(1947)提出的剪切λ移法计算单桩沉降的物理模型,他认为,在工作载荷作用下,桩和桩侧土的λ移相等,桩沉降时周Χ土体亦随之发生剪切变形,剪应力从桩侧表面沿径向向四周扩散到周Χ土体中,剪应力随离开桩侧距离的增大逐渐减小,剪切λ移相对减少,在单桩周Χ形成?斗状λ移分布。
试桩沉降相对稳定标准摘要:一、引言二、试桩沉降相对稳定标准的定义与意义三、试桩沉降相对稳定标准的计算方法四、影响试桩沉降相对稳定因素的分析五、提高试桩沉降相对稳定性的措施六、结论正文:一、引言在我国的建筑工程中,桩基施工是一项重要的基础工程。
桩基的稳定性直接影响到建筑物的安全与稳定。
为了保证桩基的稳定性,施工过程中需要对试桩进行沉降观测。
本文将介绍试桩沉降相对稳定标准,以及对相关影响因素的分析,并提出提高试桩沉降相对稳定性的措施。
二、试桩沉降相对稳定标准的定义与意义试桩沉降相对稳定标准是指在桩基施工过程中,通过对试桩的沉降观测,判断桩基是否达到相对稳定状态的标准。
沉降相对稳定是指桩基在荷载作用下,沉降速度小于某一规定值,且持续一段时间,表明桩基已经达到相对稳定状态。
达到相对稳定标准后,方可进行下一阶段的施工。
三、试桩沉降相对稳定标准的计算方法试桩沉降相对稳定标准的计算方法主要包括以下几个方面:1.确定沉降观测周期:根据工程特点和地质条件,确定合理的沉降观测时间周期。
2.计算沉降速度:根据实测数据,计算每个观测周期的沉降速度。
3.判断相对稳定:当沉降速度小于规定的标准时,表明桩基已达到相对稳定状态。
四、影响试桩沉降相对稳定因素的分析1.地质条件:地质条件对桩基沉降有重要影响,如地质构造、土层性质等。
2.桩基类型:不同类型的桩基其沉降特性也不同,如预制桩、钻孔桩等。
3.荷载条件:荷载条件对桩基沉降也有较大影响,如桩基承受的荷载大小、荷载分布等。
4.施工工艺:施工工艺对桩基沉降也有一定影响,如沉桩施工、混凝土浇筑等。
五、提高试桩沉降相对稳定性的措施1.优化设计:根据地质条件和工程需求,优化桩基设计,选择适宜的桩型和长度。
2.控制施工质量:严格把控施工工艺,确保桩基施工质量,降低桩基缺陷。
3.加强监测:加强对试桩沉降的监测,及时掌握沉降动态,确保施工安全。
4.合理调整荷载:合理分配荷载,避免过大荷载导致桩基沉降过快。
浅谈桩基础沉降计算方法摘要:桩基础工程应用广泛,对桩基础的沉降计算研究一直是热点问题,本文介绍了常见的几种群桩沉降计算方法,弹性理论法、等代墩基法和等效分层总和法,就几种方法的计算原理和计算步骤做出简要介绍,希望对工程师有所借鉴。
桩基础一般是由桩和承台组成的基础形式,因具有较高的承载力,较好的抗震性能和稳定性,同时能够适应各种地质条件而在工业与民用建筑、桥梁工程、港口工程、船坞工程、边坡工程以及抗震工程中被广泛应用[1]。
1.群桩沉降计算方法桩基础的应用大都是以群桩的形式出现,例如独立建筑物的基础下面的桩以及墩基础等,通常都为群桩。
群桩与单桩的在竖向荷载的作用下的工作性能是有所区别的。
群桩效应在群桩沉降问题上表现得非常突出且相当重要,对于高承台的群桩而言,桩间应力之间的重叠效应改变了桩土之间的受力状态,虽然桩侧摩阻力会随着荷载的增大从桩顶开始逐渐向下发挥,但是群桩的沉降量要比单桩大得多,甚至有些群桩的沉降量是单桩的几十倍,而对于低承台型群桩而言,除了应力重叠的影响之外,承台与地基土之间的相互作用也使得群桩沉降的计算趋于复杂。
群桩沉降的计算方法有很多,根据他们的适用范围,可以归纳为以下几大类:弹性理论法、等代墩基法、等效作用分层总和法、原位测试估算法与经验法以及有限元法等。
1.1弹性理论法群桩沉降弹性理论分析与单桩沉降弹性理论分析的假定是基本相同的,弹性理论简化方法,即叠加法,叠加法[2]、[3]、[4]的主要内容:图1摩擦群桩的工作原理叠加法的计算原理可见图1,与摩擦单桩类似,对于有同样的m根桩的群桩,将每根单桩分成n个单元,每根桩每个单元的土位移方程为:(1-1)同样,桩端土的位移方程为:(1-2)式中:Iij,Iib分别为单元j 上的单位剪应力(τj)时以及桩端单位竖向应力(qb=1)基于每根单桩的荷载为未知量,所以求解上述m(n+1)个方程时还需假定与群桩性状有关的特殊条件。
一般情况下,最简单的两种情况为:(1)各单桩所承担得荷载相等,即为柔性承台桩基。
建筑桩基在施工中的沉降问题分析及对策研究摘要:建筑桩基是建筑工程的基础,施工中的沉降问题会降低建筑物的使用安全,引发质量问题。
本文从建筑桩基工程的施工实际出发,从理论上分析了建筑桩基工程出现沉降的原因,并且提出了针对性的解决措施,希望能够对预防和解决建筑桩基工程沉降问题有所帮助。
关键词:建筑桩基;沉降问题;对策分析1导言建筑工程施工中的多种要素均会影响建筑桩基,如地质条件、桩基施工技术、施工管理等,易使建筑桩基出现卧层沉降或持力层沉降,影响建筑物的整体受力,引发墙体裂缝、结构倾斜,严重时会出现建筑物倒塌事故,威胁施工现场人员的人身安全。
可见,对建筑桩基在施工中的沉降问题分析具有现实意义。
2建筑桩基在施工中的沉降问题分析2.1引起桩基沉降的原因分析一般情况下,导致建筑工程中出现桩基沉降的原因主要有两个方面。
第一,施工现场的地质条件与工程的实际建造需求不匹配。
在这种状态下,施工人员在搅拌混凝土的时候可能会出现不够均匀的情况,这就加大了沉桩操作的难度,桩体的强度达不到理想标准。
第二,部分工程不够重视施工管理工作,现场工作人员不能严格遵守操作规范,导致桩基的实际承载能力受到影响,进而引发桩基沉降现象。
桩基的沉降类型通常有两种,一种为持力层沉降,另一种是卧层沉降。
导致这两种沉降现象出现的主要原因是建筑物的负荷状态发生了变化,一旦其上方受力超过标准限制,那么极有可能会出现建筑物塌倒,变形,墙体破裂等情况,还会威胁到施工人员的生命安全。
2.2桩基沉降分析计算2.2.1单桩的沉降分析计算计算单桩沉降,一共有四种常用方法,分别为单向压缩分层总和法,弹性理论算法,荷载传递法,剪切变形传递算法。
其中,单向压缩分层总和法的主要计算内容是指桩基中的每一层土体,然后将计算结果累计起来,与桩基沉降数值进行比对计算。
这种计算方式通常应用在直径比较大的桩基土体,在计算过程当中,计算人员不要忽略土层的压缩厚度可能对计算结果造成的影响。
分析桩基础施工中的沉降问题桩基础施工中的沉降问题桩基础施工是建筑工程中常见的一种基础施工方式。
然而,在桩基础施工过程中,沉降问题经常会引起人们的关注。
本文将分析桩基础施工中的沉降问题,并提出可能的解决方案。
1. 引言在桩基础施工中,沉降是一个普遍存在的问题。
过大的沉降可能导致建筑物变形、破坏甚至倒塌。
因此,理解和控制桩基础施工中的沉降是非常重要的。
2. 桩基础施工中的沉降机理桩基础施工中的沉降主要是由土壤的压实和排水引起的。
当桩基施工完成后,土壤会通过自重或施加外荷载,逐渐回复到原有的状态,从而引起沉降现象的发生。
3. 影响桩基础沉降的因素在桩基础施工过程中,有许多因素会影响桩基础的沉降情况。
例如,土壤的类型、桩基础的类型和长度、施工方式等。
这些因素之间相互作用,并且可能因地而异。
4. 沉降预测与控制在桩基础施工之前,进行沉降的预测是至关重要的。
通过在桩基础施工前进行现场勘察和土壤力学试验,可以对桩基础的沉降进行合理的预测。
预测结果可以为工程设计和施工提供指导,并制定相应的控制措施。
5. 减小桩基础沉降的方法为了减小桩基础的沉降,可以采取一些控制措施。
首先,选择合适的桩基础类型和长度,以提高桩基础的承载能力。
其次,合理安排施工序列,控制施工过程中的土壤压实和排水速度。
此外,可以添加辅助材料或进行预应力技术来增强桩基础的稳定性。
6. 沉降监测与评估在桩基础施工过程中,沉降的监测和评估是非常重要的。
通过使用沉降监测设备,可以实时监测桩基础的沉降情况,并及时采取应对措施。
同时,需要根据沉降监测结果对工程的安全性和稳定性进行评估。
7. 桩基础施工中的沉降案例分析本节将通过分析一个实际的桩基础施工案例,进一步说明桩基础施工中沉降问题的具体影响和解决方案。
8. 结论桩基础施工中的沉降问题是一个复杂的工程问题。
合理的沉降预测和控制措施可以有效减小桩基础的沉降量。
同时,沉降的监测和评估可以及时发现问题并采取相应的对策。
第四章桩基沉降计算第四章内容为桩基沉降计算。
桩基沉降是指在桩基施工之后,由于土体的沉降而引起的桩基沉降现象。
桩基沉降的计算是土木工程中一个重要的计算问题,对工程的安全性和稳定性具有重要影响。
下面将从桩基沉降的计算方法、影响因素以及计算实例三个方面来展开阐述。
一、桩基沉降的计算方法桩基沉降的计算方法主要有经验法和理论法两种。
经验法通常是根据历史工程的经验数据和实测数据,通过统计分析得到的经验公式来进行计算。
这种方法虽然简单,但缺乏理论依据,适用范围有限。
理论法则是基于土力学和弹性力学的理论,通过计算地基土体的变形来估算桩基的沉降。
桩基沉降的计算方法一般有弹性计算方法和弹塑性计算方法两种。
弹性计算方法适用于土体的变形较小的情况下,一般认为土体的应力-应变关系服从线性弹性假设;弹塑性计算方法适用于土体的变形较大的情况下,考虑土体的弹性和塑性特性。
二、桩基沉降的影响因素桩基沉降的影响因素主要包括桩基自重、土体重应力改变、桩侧土体的变形和桩身上的加荷等。
具体而言,桩基自重是引起桩基沉降的主要因素之一,因为桩基自身的重力会导致土体的压实和沉降;土体重应力改变是指桩基施工前后由于荷载的引入或移除而导致的土体重应力的改变,也会影响桩基的沉降;桩侧土体的变形是指由于桩身的施工而引起的土体变形,也会对桩基沉降产生影响;桩身上的加荷是指桩体在使用过程中受到的荷载,也是产生桩基沉降的重要因素之一三、桩基沉降的计算实例以工程中的桩基沉降计算为例,假设桩基直径为1.2m,桩的长度为20m,桩体所在的土体为黏性土,桩侧土体的变形系数为0.3、根据经验公式得到的桩基沉降计算公式为:δ=0.047Hs,其中,δ为桩基沉降,H 为桩的长度,s为黏性土的塑性指数。
根据给定的参数,代入公式计算得到桩基沉降为:δ=0.047*20=0.94m。
即桩基沉降为0.94m。
以上就是关于第四章桩基沉降计算的内容,主要包括桩基沉降的计算方法、影响因素以及计算实例的阐述。
桩基沉降分析与计算作为一种重要的工程技术文章,本文将重点桩基沉降分析与计算的相关知识。
在关键词方面,我们将围绕“桩基”、“沉降”和“分析计算”展开。
在深入探讨桩基沉降分析与计算之前,我们需要明确其定义。
桩基沉降是指桩基在承受上部结构荷载后产生的竖向位移。
而桩基沉降分析与计算则是通过一定的方法对桩基可能产生的竖向位移进行预测、评估和控制,以确保工程的安全性和稳定性。
桩基沉降分析与计算的实现方法有很多种,其中较为常用的有三种:弹性力学法、有限元法和数值模拟法。
弹性力学法是基于弹性力学理论,通过计算桩基与土壤之间的摩擦力和桩端反力来预测桩基的沉降量。
该方法适用于计算桩基沉降的初略估算。
有限元法是通过将桩基和土壤划分成若干个单元,并对每个单元进行受力分析,最终得出桩基沉降的数值解。
该方法可以处理复杂地质条件和不同桩型的情况,但计算量较大。
数值模拟法则是利用计算机软件模拟桩基的实际工况,从而得到桩基沉降的数值解。
该方法具有较高的灵活性和通用性,可以处理各种复杂情况,但需要专业的工程师进行操作。
在实际工程中,为了确保桩基沉降分析与计算的准确性,我们需要结合工程的实际情况和设计要求,选择合适的方法进行计算。
同时,还需要对计算结果进行数据处理和结果分析。
数据处理主要包括数据清洗、预处理和转换等步骤,以确保数据的准确性和完整性。
结果分析则需要对计算结果进行可视化展示和深入解读,以评估桩基沉降是否在可接受范围内,并针对异常情况提出相应的处理措施。
总之,桩基沉降分析与计算是工程建设中不可或缺的重要环节。
通过选择合适的方法进行计算、准确的数据处理和结果分析以及根据实际情况做出相应的处理措施,我们可以更好地预测、评估和控制桩基沉降,以确保工程的安全性和稳定性。
在未来的发展中,随着计算机技术和数值模拟方法的不断进步,桩基沉降分析与计算将有望实现更高精度的模拟和分析。
随着现代建筑的不断增高和对基础承载力需求的不断增大,桩基设计在建筑工程中变得越来越重要。
桩基沉降计算方法的分析及评价
摘要:本文对单桩的荷载传递法、剪切变形传递法、弹性理论法进行了分析及评价,并针对现有桩基沉降计算方法存在的问题,总结了一些前人的改进方法。
关键词:桩基沉降荷载传递法剪切变形传递法弹性理论法
引言
桩基的沉降变形主要包括桩基自身弹性压缩引起的沉降量和桩
端以下地基土的沉降量。
而后者主要是由土体中的竖向应力、压缩层厚度、及土的压缩模量决定的。
已有计算方法存在着诸多的假设与简化,从而导致计算方法不能很好地应用于工程实践,但是我们可以使计算方法中的关键因素尽可能的贴近实际。
一、单桩沉降计算方法分析及评价
(一)荷载传递法
1、荷载传递法的原理
荷载传递分析法是指,承受竖向压力的单桩通过桩侧摩阻力和端摩阻力将荷载传递扩散到地基土中,根据桩侧摩阻力和端阻力分布函数求解单桩沉降。
因此,确定荷载传递函数就成为此法的关键步骤,即确定桩侧摩阻力q与桩侧位移s的函数,称作荷载传递函数。
根据确定的桩侧和桩底荷载的传递函数,得出荷载传递法的函数方程:
(1)
其中:
u——单桩截面周长;
ap、ep——单桩截面面积和弹性模量;
——桩侧摩阻力。
2、分析评价及改进
荷载传递法概念清晰,适用范围广,计算简单方便,担它不能计算土体由桩侧荷载在桩端平面以下产生的压缩量,因而无法确定由于土体压缩而产生的桩端沉降s1 ,阳吉宝在[文献1]中提出了一种改进方法,按照该方法,即可弥补现有荷载传递法未考虑桩侧摩阻力对桩端沉降的贡献的不足。
该法计算简单方便,相互之间有可比性,降低了因土体参数选取不同所产生的人为误差。
(二)弹性理论法
1、弹性理论法基本原理
弹性理论法假设地基土是均匀、连续、各向同性的线弹性半空间体,根据弹性理论方法来研究单桩在竖向荷载作用下桩土之间的作用力与位移之间的关系,进而得到桩对土,土对桩的共同作用模式。
2、分析评价及改进
弹性理论法认为桩身位移等于毗邻土体位移,桩--土之间不存在相对位移。
但大量工程实践表明,单桩在外荷载作用下,由于桩侧摩阻力和桩端摩阻力对半无限空间土体的作用使土体产生了弹性
压缩,从而使桩伴随着周围土体产生了共同的弹性压缩变形,当荷载达到使桩侧土体处于塑性变形的临界值时,桩端阻力发挥作用并产生桩端刺入沉降。
此时桩-土沿桩长产生相对滑移,又增加一项
桩土相对滑移沉降。
所以弹性理论法认为桩-土之间没有滑移,是不符合实际的。
刘绪普在[文献2]中,由弹塑性理论建立了桩端阻力与桩端刺入沉降的关系公式,使单桩p—s曲线的全过程得以完整地描述。
(三)剪切位移法
1、基本原理
图1为cooke(1947)提出的剪切位移法计算单桩沉降的物理模型,他认为,在工作载荷作用下,桩和桩侧土的位移相等,桩沉降时周围土体亦随之发生剪切变形,剪应力从桩侧表面沿径向向四周扩散到周围土体中,剪应力随离开桩侧距离的增大逐渐减小,剪切位移相对减少,在单桩周围形成漏斗状位移分布。
以下是剪切变形传递法的推导过程:
剪应变
剪应力
平衡方程
由以上三式可得
积分上式
2、分析评价及改进
cooke提出的基于剪应力传递概念的单桩沉降计算公式,由于忽略了桩端处的荷载传递作用,对短桩误差较大。
后来randolph等(1978)对剪切变形传递法作了补充和修正,提出rm与桩长及土层性质有关,并按弹性力学方法补充了桩端沉降sb 的计算式。
二、总结
本文对较常用的桩基沉降计算方法进行了总结比较,虽然岩土工程中桩基础的沉降计算方法比较多,但是由于桩基沉降涉及的因素很多,所涉及的关键因素的确定又很复杂,而且不同地区地基土的成层性存在很大的差异,各个地区几乎都有一套具有自己特色的经验计算公式,各种方法都有其适用范围。
可以说桩基沉降的计算机理理论上不可能很完善,但是各式各样的经验方法和近似方法应运而生,它们在某种程度上补充了理论方法的某些不足,为桩基沉降计算提供了有力的和有效的辅助手段。
参考文献:
[1]阳吉宝.单桩沉降计算的荷载传递法讨论[j].岩土工程技术,1998,(4):32-33.
[2]王学知,赵春风,刘福天,吴杰.考虑桩土接触面滑移单桩沉降分析[j].第三届全国岩土与工程学术大会.四川科学技术出版社,2009:29-33.
[3]刘绪普,龚晓南,黎执长.用弹性理论法和传递函数法联合求解单桩的沉降[j].第四届全国地基处理学术讨论会.肇庆,1995:484-488.。