长短桩组合桩基础优化设计研究

摘要：长短桩组合桩基础的优化设计能够提高结构的可靠性和降低工程总费用，因此，深入地研究其优化设计方法具有重要的意义。首先，分析了长短桩组合桩基础的特点；其次，讨论了长短桩组合桩基础的优化设计思想。然后，提出了长短桩组合桩基础的优化设计模型，并且设计基本混沌粒子算法流程。最后，进行了实例研究，研究结果表明设计的优化模型和算法可以获得较好的结果，达到长短桩组合桩基础优化设计的目的。
关键词：长短桩组合桩基础；优化设计；混沌粒子群算法

Abstract: The optimization design of the long short pile composite pile foundation can improve the structural reliability and reduce the total fee of engineering, and therefore the research on optimal design method of it has a significant meaning. Firstly, the characteristics of the long short pile composite pile foundation have been analyzed. Secondly, optimization model of it is put forward, and the algorithm procedure based on chaotic particle swarm optimization. Finally, a case study is carried out, and results show that the optimization and algorithm can obtain good results, and the optimization design aim of the long short pile composite pile foundation can be achieved. 
Key words: long short pile composite pile foundation; optimization design, chaotic particle swarm algorithm

1 引言

目前，桩基础的设计方法已经日趋成熟，并且得到了广泛的应用，但是在实际工程中仍然存在水平和竖直载荷都非常大的现象，将依据水平载荷以及许用水平位移控制桩的数量，依据竖直载荷和竖直位移控制桩的长度，因此，将产生较大的经济损失，为了能够提高长短桩的设计水平和经济效益，长短桩组合桩基础结构便应孕而生。长短桩的设计思想为：水平载荷由长桩和短桩共同承担，竖直载荷只由竖直载荷承担，而不由短桩承担。长短桩组合桩基础的设计是在同一块底板下，不应该使用长度和直径有较大差别的摩擦型桩设计上的一个飞跃，实际的工程应用较少，长短桩组合桩基础的尺寸和位置布置对于提高工程结构的可靠性有着非常重要的作用，因此，长短桩组合桩的基础的优化设计具有非常重要的理论意义和现实意义。通过优化设计，能够获得长短桩组合桩的置换率，并且计算出桩长的最优化组合，从而能够降低总桩长，从而能够使长短桩组合桩基础能够同时满足建筑物的承载力和变形要求，并且能够使沉降量控制在允许的范围之内。因此，有必须采取有效的优化设计方法，获得长短桩组合桩基础的最优组合，设计出不仅满足结构可靠性，而且保证经济性的长短桩组合桩基础[1]。

6 结论

长短桩组合桩基础可以有效地发挥长桩的优势，降低长桩的数量，简化施工难度，降低工程总费用。根据长短桩组合桩设计的特点，构建了相应的优化设计模型，并且利用能够获得全局最优的混沌粒子群算法进行优化设计，经过实例研究，该优化设计模型可以获得最佳的长短桩组合桩基础的优化设计方案，具有较为广泛的应用前景。