既有建筑条形基础桩基托换模型试验及数值模拟研究
发布时间：2021-04-22 11:08
地下增层技术是将既有建筑地下结构自上往下逐层施工,拓展其使用空间的方法。它符合绿色环保理念,对既有建筑进行功能提升和综合改造符合国家产业发展方向。但目前地下增层开挖技术缺乏系统性成果,没有形成成套的技术标准或施工规范,对该领域存在很大的主观性和经验性。因此开展地下增层桩基托换模型试验研究显得尤为重要。本文通过设计模型试验并结合有限元三维数值模拟来研究桩基托换施工对既有建筑沉降变形的影响,主要研究内容和成果如下:（1）为了更全面地对桩基托换柱脚沉降规律及框架梁跨中底部应变变化规律进行研究,采用1:10的模型试验,本次试验的既有建筑采用钢筋混凝土材料,考虑到模型施工的可能性,只进行主梁的浇筑,并未设计次梁且并未进行地下室底板和顶板的浇筑;托换方式采用桩基托换;开挖方式采用环形开挖预留核心土法。（2）试验以角柱下土体开挖、边柱下土体开挖、中柱下土体开挖这三个工况为一个循环,共分三个循环九个工况来研究其沉降变形规律。收集既有建筑在不同工况下各个柱脚沉降值及第二、三层框架梁跨中底部应变值,研究土方开挖对既有结构的影响,得出工况1、4、7的柱脚沉降值普遍大于其他工况且呈“盆式沉降”,工况3、6中土...
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 地下增层桩基托换理论基础及施工方法
2.1 既有框架结构地下增层施工技术工艺
2.1.1 既有结构的检测与加固
2.1.2 支护方式
2.1.3 土方开挖阶段
2.1.4 地下室底板和顶板浇筑阶段
2.2 支护形式的选用和施工
2.2.1 支护形式的选用
2.2.2 地下连续墙施工
2.3 基础托换方式选择
2.4 锚杆静压桩设计与施工
2.4.1 锚杆静压桩工作原理
2.4.2 锚杆静压桩的设计
2.4.3 锚杆静压桩施工流程
2.5 地下增层土方开挖方式
2.6 地下室底板与顶板施工技术
2.7 本章小结
3 既有建筑地下增层桩基托换模型试验
3.1 模型试验概况
3.1.1 既有框架结构概况
3.1.2 托换桩概况
3.1.3 地下连续墙概况
3.1.4 地基土概况
3.2 试验目的
3.3 试验方案
3.3.1 试验模型设计
3.3.2 试验模型制作
3.4 模型混凝土立方体抗压试验
3.4.1 破坏荷载
3.4.2 试验结果计算
3.5 土工试验
3.6 试验设备与测点布置
3.6.1 测试设备
3.6.2 测点布置
3.7 试验土方开挖过程
3.8 试验结果
3.8.1 模型试验柱脚沉降数据
3.8.2 模型试验既有框架结构应变数据
3.9 本章小结
4 模型试验规律研究
4.1 既有框架结构柱脚不均匀沉降分析
4.1.1 建筑物的地基变形允许值
4.1.2 模型试验中柱脚不均匀沉降规律
4.2 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化分析
4.2.1 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化规律
4.2.2 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化分析
4.3 增层改造对既有结构影响结论
4.4 本章小结
5 既有建筑地下增层桩基托换数值模拟研究
5.1 ABAQUS分析程序概述
5.1.1 模块组成及功能介绍
5.2 地下增层开挖数值模拟研究
5.2.1 计算模型的信息
5.2.2 参数设置
5.2.3 模型边界条件设置
5.2.4 计算模型的建立与工况模拟
5.3 计算模型中柱脚的沉降规律
5.3.1 1:10计算模型柱脚沉降分析
5.3.2 试验模型与1:10计算模型模拟柱脚沉降对比分析
5.3.3 1:1计算模型柱脚沉降分析
5.4 计算模型中框架梁跨中底部应变变化规律
5.4.1 1:10计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.2 1:10计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.3 试验模型与1:10计算模型框架梁跨中底部应变对比分析
5.4.4 1:1计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.5 1:1计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.5 1:1计算模型中地基土的沉降规律
5.5.1 1:1计算模型地基土沉降分析
5.5.2 1:1计算模型地基土沉降规律
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于专家-层次分析法的地下空间适宜性评价[J]. 江思义,王启耀,李春玲,黄栋声,李海良. 地下空间与工程学报. 2019(05)
[2]锚杆静压桩在低净空条件下既有建筑地基加固中的应用[J]. 吴江斌,王向军,宋青君. 岩土工程学报. 2017(S2)
[3]咸阳国际机场大轴力桥梁桩基托换技术试验研究[J]. 李琳,李青宁,张立,岳克峰. 土木建筑与环境工程. 2015(S2)
[4]济南商埠区历史建筑地下增层工程设计与施工[J]. 贾强,张鑫,夏风敏,谭天乐,王继国. 山东建筑大学学报. 2014(05)
[5]地下增层工程中既有结构变形控制技术研究[J]. 文颖文,刘松玉,胡明亮,张国柱. 岩土工程学报. 2013(10)
[6]基于周边既有建筑物承载能力的基坑变形控制标准[J]. 黄茂松,朱晓宇,张陈蓉. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[7]城市地下空间资源评估研究综述[J]. 贾世平,李伍平. 地下空间与工程学报. 2008(03)
[8]国内外既有房屋加层改造发展概况[J]. 高剑平. 华东交通大学学报. 2006(02)
[9]地下托换技术[J]. 彭芳乐,孙德新,袁大军,朱合华,廖少明. 岩土工程界. 2003(12)
[10]桩基托换对上部结构影响的非线性有限元分析[J]. 熊小刚,江见鲸. 特种结构. 2003(01)
博士论文
[1]地下增层条件下既有受荷基桩承载特性研究[D]. 单华峰.浙江大学 2017
硕士论文
[1]建筑物增层及增建地下空间的可行性评估研究[D]. 范俊康.东南大学 2016
[2]既有建筑地下增层改造风险综合评估研究[D]. 张君临.南京工业大学 2016
[3]既有商业建筑增建地下空间施工过程的数值模拟研究[D]. 汤熙海.南京工业大学 2014
[4]对应不同性能钢筋混凝土框架结构的振动台试验及模拟对比分析[D]. 卢传青.重庆大学 2013
[5]已有建筑物改造设计与施工实践[D]. 庞毅玲.重庆大学 2008
[6]既有建筑综合评价研究[D]. 范磊.北京交通大学 2008
[7]基于ABAQUS的深基坑变形三维有限元分析[D]. 甄精莲.南华大学 2007
[8]地铁施工中的桩基托换技术研究[D]. 毕经东.石家庄铁道学院 2007
[9]软土—桩—结构抗震性能振动台试验与有限元分析[D]. 邹万山.武汉大学 2004
本文编号：3153669
【文章来源】：西华大学四川省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 地下增层桩基托换理论基础及施工方法
2.1 既有框架结构地下增层施工技术工艺
2.1.1 既有结构的检测与加固
2.1.2 支护方式
2.1.3 土方开挖阶段
2.1.4 地下室底板和顶板浇筑阶段
2.2 支护形式的选用和施工
2.2.1 支护形式的选用
2.2.2 地下连续墙施工
2.3 基础托换方式选择
2.4 锚杆静压桩设计与施工
2.4.1 锚杆静压桩工作原理
2.4.2 锚杆静压桩的设计
2.4.3 锚杆静压桩施工流程
2.5 地下增层土方开挖方式
2.6 地下室底板与顶板施工技术
2.7 本章小结
3 既有建筑地下增层桩基托换模型试验
3.1 模型试验概况
3.1.1 既有框架结构概况
3.1.2 托换桩概况
3.1.3 地下连续墙概况
3.1.4 地基土概况
3.2 试验目的
3.3 试验方案
3.3.1 试验模型设计
3.3.2 试验模型制作
3.4 模型混凝土立方体抗压试验
3.4.1 破坏荷载
3.4.2 试验结果计算
3.5 土工试验
3.6 试验设备与测点布置
3.6.1 测试设备
3.6.2 测点布置
3.7 试验土方开挖过程
3.8 试验结果
3.8.1 模型试验柱脚沉降数据
3.8.2 模型试验既有框架结构应变数据
3.9 本章小结
4 模型试验规律研究
4.1 既有框架结构柱脚不均匀沉降分析
4.1.1 建筑物的地基变形允许值
4.1.2 模型试验中柱脚不均匀沉降规律
4.2 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化分析
4.2.1 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化规律
4.2.2 既有框架结构框架梁跨中底部应变变化分析
4.3 增层改造对既有结构影响结论
4.4 本章小结
5 既有建筑地下增层桩基托换数值模拟研究
5.1 ABAQUS分析程序概述
5.1.1 模块组成及功能介绍
5.2 地下增层开挖数值模拟研究
5.2.1 计算模型的信息
5.2.2 参数设置
5.2.3 模型边界条件设置
5.2.4 计算模型的建立与工况模拟
5.3 计算模型中柱脚的沉降规律
5.3.1 1:10计算模型柱脚沉降分析
5.3.2 试验模型与1:10计算模型模拟柱脚沉降对比分析
5.3.3 1:1计算模型柱脚沉降分析
5.4 计算模型中框架梁跨中底部应变变化规律
5.4.1 1:10计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.2 1:10计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.3 试验模型与1:10计算模型框架梁跨中底部应变对比分析
5.4.4 1:1计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.4.5 1:1计算模型框架梁跨中底部应变时程幅值分析
5.5 1:1计算模型中地基土的沉降规律
5.5.1 1:1计算模型地基土沉降分析
5.5.2 1:1计算模型地基土沉降规律
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于专家-层次分析法的地下空间适宜性评价[J]. 江思义,王启耀,李春玲,黄栋声,李海良. 地下空间与工程学报. 2019(05)
[2]锚杆静压桩在低净空条件下既有建筑地基加固中的应用[J]. 吴江斌,王向军,宋青君. 岩土工程学报. 2017(S2)
[3]咸阳国际机场大轴力桥梁桩基托换技术试验研究[J]. 李琳,李青宁,张立,岳克峰. 土木建筑与环境工程. 2015(S2)
[4]济南商埠区历史建筑地下增层工程设计与施工[J]. 贾强,张鑫,夏风敏,谭天乐,王继国. 山东建筑大学学报. 2014(05)
[5]地下增层工程中既有结构变形控制技术研究[J]. 文颖文,刘松玉,胡明亮,张国柱. 岩土工程学报. 2013(10)
[6]基于周边既有建筑物承载能力的基坑变形控制标准[J]. 黄茂松,朱晓宇,张陈蓉. 岩石力学与工程学报. 2012(11)
[7]城市地下空间资源评估研究综述[J]. 贾世平,李伍平. 地下空间与工程学报. 2008(03)
[8]国内外既有房屋加层改造发展概况[J]. 高剑平. 华东交通大学学报. 2006(02)
[9]地下托换技术[J]. 彭芳乐,孙德新,袁大军,朱合华,廖少明. 岩土工程界. 2003(12)
[10]桩基托换对上部结构影响的非线性有限元分析[J]. 熊小刚,江见鲸. 特种结构. 2003(01)
博士论文
[1]地下增层条件下既有受荷基桩承载特性研究[D]. 单华峰.浙江大学 2017
硕士论文
[1]建筑物增层及增建地下空间的可行性评估研究[D]. 范俊康.东南大学 2016
[2]既有建筑地下增层改造风险综合评估研究[D]. 张君临.南京工业大学 2016
[3]既有商业建筑增建地下空间施工过程的数值模拟研究[D]. 汤熙海.南京工业大学 2014
[4]对应不同性能钢筋混凝土框架结构的振动台试验及模拟对比分析[D]. 卢传青.重庆大学 2013
[5]已有建筑物改造设计与施工实践[D]. 庞毅玲.重庆大学 2008
[6]既有建筑综合评价研究[D]. 范磊.北京交通大学 2008
[7]基于ABAQUS的深基坑变形三维有限元分析[D]. 甄精莲.南华大学 2007
[8]地铁施工中的桩基托换技术研究[D]. 毕经东.石家庄铁道学院 2007
[9]软土—桩—结构抗震性能振动台试验与有限元分析[D]. 邹万山.武汉大学 2004
本文编号：3153669
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