宰金珉--十届土力学--端承桩复合基的概念、方法与应用.ppt

1、端承桩复合桩基的概念、方法与应用端承桩复合桩基的概念、方法与应用宰金珉宰金珉宰金珉宰金珉 周周周周 峰峰峰峰 梅国雄梅国雄梅国雄梅国雄 王旭东王旭东王旭东王旭东 （南京工业大学）南京工业大学）南京工业大学）南京工业大学）裴裴裴裴 捷捷捷捷 （上海魏琏工程结构设计事务所）上海魏琏工程结构设计事务所）上海魏琏工程结构设计事务所）上海魏琏工程结构设计事务所）廖河山廖河山廖河山廖河山 （厦门市建委科技处）厦门市建委科技处）厦门市建委科技处）厦门市建委科技处）中国土木工程学会第十届土力学及岩土工程学术会议广义复合桩基与广义复合基础结构广义复合桩基与广义复合基础结构端承桩复合桩基的概念端承桩复合桩基的概念

2、端承桩复合桩基概念的提出端承桩复合桩基概念的提出端承桩复合桩基概念的提出端承桩复合桩基概念的提出 在软土地区，考虑桩（摩擦桩和端承摩擦桩）土非线性在软土地区，考虑桩（摩擦桩和端承摩擦桩）土非线性共同作用的复合桩基得到了越来越广泛的应用，取得了巨大共同作用的复合桩基得到了越来越广泛的应用，取得了巨大的经济效益。但是对于非软土地区的端承桩，即使单桩达到的经济效益。但是对于非软土地区的端承桩，即使单桩达到极限承载力，桩也不会发生向下刺入，桩身压缩变形也非常极限承载力，桩也不会发生向下刺入，桩身压缩变形也非常小，桩顶和桩间土的变形难以协调。良好的地基承载力无法小，桩顶和桩间土的变形难以协调。良好的地基

3、承载力无法得到利用，造成很大的浪费。得到利用，造成很大的浪费。笔者提出一种可用于端承桩（或摩擦端承桩）的复合桩基笔者提出一种可用于端承桩（或摩擦端承桩）的复合桩基设计方法：在筏板底和桩顶之间安装变形调节装置，该装置的设计方法：在筏板底和桩顶之间安装变形调节装置，该装置的主要作用就是在整个桩筏体系承担荷载时，使筏板相对与桩顶主要作用就是在整个桩筏体系承担荷载时，使筏板相对与桩顶发生向下的位移，从而保证桩土的变形协调，使桩间土的作用发生向下的位移，从而保证桩土的变形协调，使桩间土的作用得到充分的发挥。得到充分的发挥。广义复合桩基广义复合桩基广义复合桩基广义复合桩基端承桩复合桩基端承桩复合桩基端承桩

4、复合桩基端承桩复合桩基摩擦桩复合桩基摩擦桩复合桩基摩擦桩复合桩基摩擦桩复合桩基端承桩复合桩基的概念端承桩复合桩基的概念常规（摩擦）复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规（摩擦）复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规（摩擦）复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规（摩擦）复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规（摩擦桩）复合桩基的工作机理常规（摩擦桩）复合桩基的工作机理 端承桩复合桩基的概念端承桩复合桩基的概念常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比端承复合桩基的工作机理端承复合桩基的工作机理 端承桩复合桩基的概念端承桩

5、复合桩基的概念常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比常规复合桩基与端承桩复合桩基的对比端承桩复合桩基的设计方法端承桩复合桩基的设计方法p桩数确定；桩数确定；p竖向荷载作用下的单桩强度验算；竖向荷载作用下的单桩强度验算；p桩顶自适应变形调节器的设计桩顶自适应变形调节器的设计：1.基桩为嵌岩端承桩，桩端沉降可忽略；2.基桩为非嵌岩的端承桩，桩端沉降不可忽略；3.基桩中部分为嵌岩端承桩，部分为非嵌岩端承桩，则承载力按嵌岩桩算，变形按非嵌岩桩算。p端承桩复合桩基的整体安全度的计算与校核。端承桩复合桩基的整体安全度的计算与校核。自适应变形调

6、节器的研制与开发自适应变形调节器的研制与开发调节器外观调节器外观（ZL200520071955.2）（a）上盖板 （b）下盖板自适应变形调节器的研制与开发自适应变形调节器的研制与开发调节器组合调节器组合 串联串联并联并联自适应变形调节器的研制与开发自适应变形调节器的研制与开发变形调节器的安装变形调节器的安装端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践嘉益大厦工程概况嘉益大厦工程概况 嘉益大厦地质情况嘉益大厦地质情况 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践嘉益大厦桩位布置嘉益大厦桩位布置 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实

7、践现场测试研究现场测试研究 建筑物沉降曲线建筑物沉降曲线 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践2003.11 现场测试研究现场测试研究 建筑物沉降等值线建筑物沉降等值线 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践2004.11 现场测试研究现场测试研究 建筑物沉降等值线建筑物沉降等值线 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践2005.11 现场测试研究现场测试研究 建筑物沉降等值线建筑物沉降等值线 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践2006.11 现场测试研究现场测试研究 建筑物沉降等值线建筑物沉降等值线 现场测试研究现场测试研究 地基土反力随时间的变

8、化曲线地基土反力随时间的变化曲线端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践现场测试研究现场测试研究 桩土荷载分担比桩土荷载分担比端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践经济效益分析经济效益分析 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践蓝湾国际工程概况蓝湾国际工程概况 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践蓝湾国际地质情况蓝湾国际地质情况 端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践现场测试分析现场测试分析 建筑物半周边展开沉降曲线建筑物半周边展开沉降曲线端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践现场测试分

9、析现场测试分析 地基土反力大小地基土反力大小地基土反力分布地基土反力分布端承桩复合桩基的工程实践端承桩复合桩基的工程实践现场测试分析现场测试分析 桩顶自适应变形调节器反力桩顶自适应变形调节器反力端承桩复合桩基的概念用于建筑物端承桩复合桩基的概念用于建筑物老桩的重复利用老桩的重复利用 建筑物更新速度加快，很多建筑物不到使用寿命便被拆除，遗留在地基中的老桩，给新建建筑的施工带来了极大的麻烦。新、老桩的支承刚度有显著的差异，不处理直接使用，给建筑物带来巨大的安全隐患，如建筑物出现开裂、倾斜等。目前做法是老桩承载力不予考虑，一定深度范围内截除，并加碎石垫层，不仅费时费力，而且浪费巨大。当采用设置变形调

10、节装置的端承桩复合桩基，通过调节器保证新、老桩的变形协调，充分利用老桩承载力的同时，还可以考虑地基土的承载力。展望展望 1.1.由于是初次尝试，本文的端承桩复合桩基设计理由于是初次尝试，本文的端承桩复合桩基设计理论与方法还不完善，许多作用机理（如负摩擦力的考论与方法还不完善，许多作用机理（如负摩擦力的考虑，沉降的计算等）还有待进一步的研究。期待能有虑，沉降的计算等）还有待进一步的研究。期待能有更多工程实践与总结的机会。更多工程实践与总结的机会。广义复合桩基广义复合桩基端承桩复合桩基端承桩复合桩基摩擦桩复合桩基摩擦桩复合桩基展望展望 2.2.保证建筑物筏板的差异沉降为零，是建筑物基础和保证建筑物

11、筏板的差异沉降为零，是建筑物基础和上部结构两者均保持最优工作状态的根本。差异沉降控上部结构两者均保持最优工作状态的根本。差异沉降控制设计可能是比沉降控制设计更重要、更待研究的方面。制设计可能是比沉降控制设计更重要、更待研究的方面。广义复合基础的概念广义复合基础的概念K K 上部结构刚度，有一定作用，但仍有限，且分布受建筑上部结构刚度，有一定作用，但仍有限，且分布受建筑上部结构刚度，有一定作用，但仍有限，且分布受建筑上部结构刚度，有一定作用，但仍有限，且分布受建筑 物设计控制，物设计控制，物设计控制，物设计控制，不能随心所欲；不能随心所欲；不能随心所欲；不能随心所欲；K KB B 基础结构刚度也

12、有限；基础结构刚度也有限；基础结构刚度也有限；基础结构刚度也有限；K KSP SP 上部结构的最终支承体土和桩的支承刚度，其大小，特上部结构的最终支承体土和桩的支承刚度，其大小，特上部结构的最终支承体土和桩的支承刚度，其大小，特上部结构的最终支承体土和桩的支承刚度，其大小，特 别是在平面上的分布最重要也最能人为调节。别是在平面上的分布最重要也最能人为调节。别是在平面上的分布最重要也最能人为调节。别是在平面上的分布最重要也最能人为调节。展望展望广义复合基础结构的概念广义复合基础结构的概念 广义复合基础结构（广义复合基础结构（Generalized Composite Generalized Co

13、mposite Foundation StructureFoundation Structure），是指这样的基础结构形式：），是指这样的基础结构形式：它支承在刚度合理分布的地基土、桩基上，同时得到它支承在刚度合理分布的地基土、桩基上，同时得到上部结构有限的增强作用，三者刚度复合共同作用，上部结构有限的增强作用，三者刚度复合共同作用，其平均沉降满足使用要求，特别是以零差异沉降作为其平均沉降满足使用要求，特别是以零差异沉降作为优化目标的基础形式。简言之，广义复合基础的最终优化目标的基础形式。简言之，广义复合基础的最终目的是建筑物的零差异沉降，以实现上下部结构的同目的是建筑物的零差异沉降，以实现上

14、下部结构的同时优化。时优化。3.3.上部结构在施工中的荷载施加与结构刚度的形成与上部结构在施工中的荷载施加与结构刚度的形成与变化都会影响到零差异沉降结果的形成。因此，将零差变化都会影响到零差异沉降结果的形成。因此，将零差异沉降控制作为每一施工阶段和工程最终使用全过程中异沉降控制作为每一施工阶段和工程最终使用全过程中的阶段目标和总目标，进一步研究基础与结构在形成过的阶段目标和总目标，进一步研究基础与结构在形成过程中的整体优化，并适当给出相应的变形调节的措施、程中的整体优化，并适当给出相应的变形调节的措施、器件和详细明确的操作控制程序，成为地基与基础和上器件和详细明确的操作控制程序，成为地基与基础和上部结构共同作用理论今后主要的研究内容。部结构共同作用理论今后主要的研究内容。展望展望全过程零差异沉降控制全过程零差异沉降控制 可变刚度桩顶变形调节器及其可变刚度桩顶变形调节器及其可变刚度桩顶变形调节器及其可变刚度桩顶变形调节器及其 自适应调节控制计算与实施自适应调节控制计算与实施自适应调节控制计算与实施自适应调节控制计算与实施谢谢 谢！谢！