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两阶段变刚度桩筏基础是“厦门市花岗岩残积土复合桩基”课题组提出的一项复合桩基新技术。通过桩顶设置变形调节装置,两阶段变刚度桩筏基础克服了天然筏板基础沉降和差异沉降过大的问题和常规端承型桩筏基础无法发挥筏板底部表层地基土承载力的问题。在沉降和差异沉降控制方面,两阶段变刚度桩筏基础与常规端承型桩筏基础相当,但是前者可充分发挥良好的地基土承载力,在满足整体安全度的前提下,显著减少桩数和筏板内力,表现出明显的优越性和经济性。 本文主要研究内容包括: (1)利用ABAQUS有限元软件建模,通过两阶段变刚度桩筏基础与天然筏板基础、常规复合桩基的对比,得到两阶段变刚度桩筏基础的“两阶段”特性。同时分别从桩数、桩径、桩间距、筏板厚度、桩端土体弹性模量以及变刚度时间六个方面,建立相应工况模型,考察相关因素对两阶段变刚度桩筏基础的承载力和沉降性状的影响,对两阶段变刚度桩筏基础理论的进一步完善有重要意义。 (2)通过建立承载力计算的极限状态方程,结合工程实例,运用可靠度理论,对两阶段变刚度桩筏基础的承载力进行可靠度分析与验证,对其安全系数指标和可靠度指标的关系进行了研究分析,得到了基于概率极限状态设计方法即现行规范《建筑结构可靠度设计统一标准》的可靠度指标,验证了采用安全系数法作为两阶段变刚度桩筏基础承载力计算方法的合理性。 (3)以厦门当代天境工程为例,建立简化的三维数值模型,利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,计算结果和工程实测数据均体现“两阶段”特性,说明两阶段变刚度桩筏基础是成功的。理论分析和工程实践均表明两阶段变刚度桩筏基础可以合理地利用地基土的承载力,从而验证了其工作机理和设计方法的合理性与可行性。