项目负责人：郭院成  教授
鉴定日期：2010年12月29日；
鉴定证书编号：豫科鉴委字[2010]第479号
获2012年度河南省建设科技进步一等奖

 

项目研究成果简介：

 

1、应用领域和技术原理

      本项目研究属于岩土工程领域；

      主要技术原理：通过理论分析和三维数值模拟，并结合具体工程实例的比较和分析，对基于非原位试验的工程桩单桩竖向承载力的计算方法和长短桩复合地基承载力的确定方法进行了详细研究。

2、性能指标   

      本项目研究实际达到的性能指标：

      1）研究分析了试验桩桩长、桩径、桩体弹性模量、桩周土和桩端土模量、桩侧土极限侧阻力等因素对工程桩与试验桩竖向承载力比值的影响，基于桩顶等沉降原则建立了工程单桩竖向承载力的回归公式；

      2）建立25根工程桩数值计算模型，研究分析了基坑开挖回弹和群桩对工程桩单桩承载力的影响，修正了理论分析所建立的试验桩与工程桩承载力关系式；结合现场实测数据，验证基了于非原位测试的桩基竖向承载力理论计算公式。

      3）基于等沉降理论准则，依据现场单桩、单桩复合地基的静载荷试验结果，得出长、短桩复合地基的变形刚度系数，进而建立了基于非原位试验的长短桩复合地基竖向承载力的确定方法。

3、与国外同类技术的对比

      桩复合地基是一种新型的地基处理形式。按照长桩主要控制沉降变形，短桩主要提供承载力的基本思路，将长桩和短桩相互结合，充分发挥了两种桩型的特点，在保证满足建筑结构地基承载力及变形控制的前提下，达到地基处理方案合理经济的最终目标。

      目前，复合地基的设计方法是以满足承载力的要求为主，同时进行沉降验算。这种设计理论很不经济：很多情况下采用天然地基，虽然地基承载力满足上部结构的要求，但沉降却明显过大，并且不少建筑工程事故的发生是由于沉降过大，或不均匀沉降过大引起的。因此，合理控制沉降特别重要，从控制沉降出发的桩土复合地基承载力设计急需得到发展。然而，目前对于工程桩单桩竖向承载力的计算和长短桩复合地基竖向承载力的确定方法尚存在很多不足，计算结果与工程实际不符，限制了长短桩复合地基在基础工程中的推广。本项目结合工程实例，采用理论分析和数值模拟相结合的手段，研究分析了基于非原位测试的工程桩单桩竖向承载力的计算方法和基于单桩复合地基静载试验的长短桩复合地基承载力的确定方法，得到了一些有新意的研究成果，可为此类建筑地基处理形式的工程设计和应用提供了一定的理论基础和技术指导。

4、成果的创造性、先进性

    （1）本项目采用荷载传递法，并基于等沉降原则，建立了工程桩与试验桩单桩竖向承载力的回归关系；

    （2）本项目采用三维差分模型进行数值模拟，考虑了基坑开挖回弹和群桩影响，对工程桩单桩承载力的修正更能反应实际工程状况，并进而建立了基于非原位试验的单桩承载力计算方法；

    （3）基于等沉降原理，建立了基于单桩复合地基承载力试验的长短桩复合地基承载力竖向承载力的确定方法。

5、直接经济效益和社会意义

       本项目提出的新技术在郑州市天下城三期11-12#楼和郑东新区商务楼基础工程中得到了实践检验和初步应用，共节省资金100多万，取得了良好的技术经济效果和社会效益，因此具有一定的推广价值。本项目为类似工程问题的顺利解决提供了借鉴。