桩伴侣(变刚度桩)对直接基础与间接基础的优化作用

《桩伴侣(变刚度桩)对直接基础与间接基础的优化作用》可供从事岩土工程、结构工程、道桥工程的技术人员参考，也可以作为土木类研究生教学参考书。

“变刚度调平桩”俗称“桩伴侣”，是指中国发明专利桩头的箍与带箍的桩（200710160966.1）。桩头侧面上下一设定高度范围设置一闭合环形箍，箍的内径大于桩头的外径，箍与桩是分开的，桩与桩头的箍通过桩间土和垫层的传力来协同工作，组合成带箍的桩。本选题初步研究了桩伴侣的作用机理和承载性状，以及在一些工程中的应用情况。

第一章 绪论
1.1 概述
1.2 桩伴侣的“发明路径”
1.3 地基基础新的分类方法：直接基础和间接基础
1.4 研究内容

第二章 对地基承载力的再认识以及桩伴侣对直接基础的优化
2.1 地基承载力研究综述和存在的问题
2.2 评价地基承载力新方法“等效偏心法”的推导过程
2.3 “等效偏心法”与其他承载力计算方法的对比
2.4 桩伴侣“止沉”与“止转”的计算思路和基桩设置的讨论

第三章 间接基础存在的问题和引入“伴侣”的改进
3.1 间接基础的优点和缺点
3.2 复合桩基优化设计对间接基础改进的局限分析
3.3 褥垫层复合地基技术对间接基础改进的缺陷分析
3.4 与桩伴侣类似技术研究综述与对比分析
3.5 桩伴侣对间接基础改进方式的探讨

第四章 竖向荷载作用下桩伴侣工作性状研究
4.1 基于计算不收敛准则的桩伴侣极限承载力有限元分析
4.2 桩伴侣竖向承载计算初探
4.3 桩伴侣安全度评价初探
4.4 桩伴侣沉降量研究初探
4.5 桩伴侣在处理基桩缺陷事故中的“应用”一例

第五章 水平荷载作用下桩伴侣工作性状研究
5.1 研究基桩水平承载性状和概念抗震的重要性
5.2 非典型高承台桩基与带伴侣的桩工作性状比较
5.3 水平荷载作用下带伴侣的桩工作性状数值分析
5.4 伴侣与承台工作性状的初步分析

第六章 结论和今后的研究方向
参考文献
附录1 桩头的箍与带箍的桩
附录2 一种改变桩受力状态的方法
附录3 曾发表的主要论文及科研情况
后记

    调平的手段单一，只能调整桩下部支承刚度，这就是产生变刚度调平优化设计调平的结果不符合常理的重要原因，是用降低个别安全系数为代价换取了基础底板沉降均匀。
    褥垫层是刚性桩复合地基技术的核心，褥垫层在一定程度上可以发挥调整桩顶上部支承刚度的作用。刘冬林、郑刚、刘金砺、李金秀较大体量的刚性桩复合地基与复合桩基工作性状对比试验研究证实：应用褥垫层技术，复合地基的筏板沉降相对均匀，差异沉降较小。对于复合地基，当筏板上作用的荷载不超过第6级荷载时，筏板沉降差不超过相邻柱距的0.002倍，而对于复合桩基，满足相应的沉降差对应的*大程度荷载为第4级荷载。在筏板中心位置，复合地基与复合桩基的总沉降量基本一致，复合地基略大于复合桩基；在筏板的边桩和角桩位置，复合地基的沉降明显大于复合桩基对应位置的沉降。结果表明与复合桩基相比，通过设置褥垫层，复合地基的筏板沉降相对均匀，差异沉降较小。刘冬林等认为这与设置褥垫层后桩土承载力发生变化有关，并在该文的研究中得到了证实。但对于一个具体工程，往往褥垫层自身的刚度具有**性，难以对不同的部位的桩有针对性地个别调整其桩顶支承刚度。
    在褥垫层的基础上，还可进一步增加柔性桩，进行基础底板的调平优化设计。郑冰、邓安福、曾祥勇、梁莉创造性地将刚柔组合二元复合地基在从广义上改变桩身调整为从宏观上改变桩身。在两种桩数量相同的前提下，布桩方式采用“内强外弱”、“外强内弱”、“中部强内外弱”、“中部弱内外强”四种，同时将上部结构、基础与多元复合地基视为受力连续、变形协调、相互作用的整体进行计算，对四种布桩模式下的筏基沉降及内力、上部结构内力进行了对比分析。研究结果表明[286]，按筏基*大程度沉降量来看，四种情况下从大到小的布桩方式依次为“内强外弱”、“中部强内外弱”、“外强内弱”、“中部弱内外强”；按筏基差异沉降大小来看，四种情况下从大到小的布桩方式依次为“外强内弱”、“中部强内外弱”、“中部弱内外强”、“内强外弱”；弯矩分布从*有利到*不利的布桩情况依次为“内强外弱”、 “中部弱内外强”、“中部强内外弱”、“外强内弱”，这与筏基差异沉降大小的分布规律是相对应的。