浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算

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某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算

某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算

某 高层 建 筑 桩 筏 基 础 设 计 及 沉 降计 算
谢 移 爱
摘 要: 结合 实际工 程, 介绍 了软 土地 基 中为控制 沉降而设 置桩 基 的深基础设 计方法及采用 电算软件进行 沉降计算的设 计手法 , 沉降计算 结果进 行 了分析 , 对 从而解决 了软土 中桩筏 基础 的沉 降计算 问题 。
地 质 现 象 本 次 钻 探 最 大 深 度 为 8 . , 露 土 层 上 部 为 填 土 , 5 0m 揭
WI NKL R( E 文克尔 ) 弹性地基梁板模型来计算 的。根据 本工程地 全新统沼泽相沉积淤泥质 黏土及中更新 统北海组 粉土 , 下部 为下 质 条 件 的 特 点 , 用 为 控 制 沉 降 而 设 置 桩 基 的 方 法 设 计 基 础 。这 采 更 新 统 湛 江 组 海 陆 交 互 沉 积地 层 , 成 因 类 型 及 岩 土 工 程 特 性 划 按 种 方 法 是 考 虑 桩 、 、 台 共 同 作 用 时 , 础 的 承 载 力 可 以满 足 要 土 承 基 分为 1 个 主要单元 层。 6 求, 而下 卧层变形过 大 , 时采用摩擦桩 旨在减少沉 降 , 此 以满足建 据钻探资料揭示 , 场地⑧ 中砂及 其 以下 土层 中⑨ , , 黏土 ⑩ ⑩ 筑物的使用要求 。以控制 沉 降为 目的设 置桩基 是指 直接 用沉 降 强度相对较低 , 其余 土层的承载力特征值 在 2 0k a以上 ; 5 P 其中⑥ 量 指 标 来 确 定 用 桩 的 数 量 。 基 本 原 则 有 以下 3点 : 粉质黏土及⑩ 中砂层分 布稳定 , 厚度较大 , 为硬塑 ~坚硬 或 中密 ~ 1 设计用桩数 量可 以根据沉 降控制条件 , ) 即允许 沉降量计算 密实状 , 承载力特征值 在 2 0k a以上 , 8 P 其下无 软弱 下卧层 分 确定 ; 布 , 理想 的桩基础 桩端持 力层 。根 据湛 江地 区经验 , 的类 型 是 桩 2 基 础 安 全 度 不 能 降 低 , 按 桩 、 和 承 台 共 同 作 用 的实 际 ) 应 土 可考虑选 择预应 力管桩或钻孔灌 注桩 。结合 本工 程特点 , 采用钻 状态来验算 。桩 土共 同作用 是 一个 复 杂 的过 程 , 随着 沉 降 的发 孔灌 注桩 基础的桩筏基础结构形式 。 展 , 、 的荷 载分 担不 断变化 , 为一种 最不利状 态 的控制 , 桩 土 作 桩 顶荷载 可能接近或 等于单 桩极 限 承载力 。为 了保 证桩 基 的安 全 桩基 的 布 置 : 据 主 楼 与 裙 楼 基 础 的 受 力 特 点 , 楼 采 用 长 度 , 根 主 规定按承载力特征 值计算的群桩承 载力特征值 与土承 载力 特 桩基 , 裙房则采用天然 地基 加短 桩基 的设 计思 路 , 采用 不 同桩长 征值之 和 , 应大于 等于荷 载效应 标准组合 作用 于桩 基承 台顶 面的 的形式进行布桩 。主楼 桩基主要 以承受上部 竖 向荷 载为主 , 柱下 竖 向力 与 承 台 及 其 上 土 自重 之 和 ; 布置群桩 , 桩径有 80眦 1 0 0 , 00眦 1 1 两种 , 大部分有效桩长为 4 0m,

桩筏基础沉降计算算例

桩筏基础沉降计算算例

基础埋深:
ds := h5 − h1 = 6.1m
底板厚度:
h := 1500mm
底板上建筑面层厚度: hm := 0.2m
室外地面绝对标高 hs := h1 + H00 = 5m 面层容重: γc1 := 20kN⋅ m− 3 混凝土容重 γc := 25kN⋅ m− 3
桩顶至地下水头的距离 dw := h3 − h2 = 3.25m 桩顶绝对标高 ht := h3 + H00 = −1.05m
s2 := Zn = 28m
s(m) 0.00 28.00
L1/b1 4.23 4.23
s/b1 0.00 2.92
αs 0.25 0.1715
4sαs 0.00 19.2080
4s iα i - 4s α i-1 i-1
19.21
压缩模量 44.800
p s0
317.30
Δs i
136.04
6.计算深度土层底附加应力
2.基底压力计算
根据GB50007 − 2002中3.0.4条,按正常使用极限状态下准永久组合荷载计算
psk :=
Fsk + A
Gk
=
382.707⋅ kPa
psc := γ0⋅ ds = 94.804⋅ kPa
基地附加压力: 3.确定ΔZ:
ps0 := psk − psc = 287.903⋅ kPa
按GB50007 − 2002中表5.3.6确定ΔZ
ΔZ := 0.3m if Bc ≤ 2m
= 1m
0.6m if Bc > 2m ∧ Bc ≤ 4m
0.8m if Bc > 4m ∧ Bc ≤ 8m
1.0m otherwise

浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算

浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算

浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算彭奇华(衡阳天翔工程咨询有限公司,湖南衡阳421000)摘要:结合实际工程,介绍了软土地基中为控制沉降而设置桩基的深基础设计方法及采用电算软件进行沉降计算的设计手法,对沉降计算结果进行了分析,从而解决了软土中桩筏基础的沉降计算问题。

关键词:桩筏基础,沉降计算,弹性地基梁板一、工程概况本工程位于某市,为一栋集商业、写字楼、公寓于一体的高层建筑综合大楼,其地下4层,用作车库、超市及设备房;地上裙房6层,主要用作商场;两栋塔楼(分缝后)分别为商务公寓和商务写字楼,总层数为25层,基本层高3.3m和3.6m,建筑总高度为98.50m。

二、基础设计(一)地质条件及基础选型本区大地构造属于雷一琼喜山沉降带北部某区。

场区内第四纪地层发育,厚度达数百米,区域稳定性较好。

勘察发现场区及附近均为第四系松散沉积层覆盖,地表未发现有明显的构造形迹出露,场地地形平坦,不存在高陡边坡、崩塌等不良工程地质现象本次钻探最大深度为85.0m,揭露土层上部为填土,全新统沼泽相沉积淤泥质黏土及中更新统北海组粉土,下部为下更新统湛江组海陆交互沉积地层,按成因类型及岩土工程特性划分为16个主要单元层。

据钻探资料揭示,场地⑧中砂及其以下土层中⑨,⑩,⑩黏土强度相对较低,其余土层的承载力特征值在250kPa以上;其中⑥粉质黏土及⑩中砂层分布稳定,厚度较大,为硬塑~坚硬或中密~密实状,承载力特征值在280kPa以上,其下无软弱下卧层分布,是理想的桩基础桩端持力层。

根据湛江地区经验,桩的类型可考虑选择预应力管桩或钻孔灌注桩。

结合本工程特点,采用钻孔灌注桩基础的桩筏基础结构形式。

(二)基础设计桩基的布置:根据主楼与裙楼基础的受力特点,主楼采用长桩基,裙房则采用天然地基加短桩基的设计思路,采用不同桩长的形式进行布桩。

主楼桩基主要以承受上部竖向荷载为主,柱下布置群桩,桩径有800眦1,1000眦1两种,大部分有效桩长为40m,桩端持力层为粉质黏土层;核心筒下布置群桩,桩径1500FD./TI,有效桩长50m,桩端持力层为中砂层;裙楼则主要以抵抗水浮力为主,柱下布置单桩,桩径1000FD./TI,有效桩长25m,桩端持力层为中砂层。

桩筏基础沉降计算算例

桩筏基础沉降计算算例

桩筏基础沉降计算算例假设有一座桥梁需要建设,我们需要设计桥梁的基础沉降计算,以确保桥梁的稳定性和安全性。

首先,我们需要进行现场勘察和土壤试验,以获取有关该区域土壤的相关参数。

根据土壤参数的不同,可以选择不同的基础类型,如桩基础或桩筏基础。

在这个算例中,我们将使用桩筏基础。

假设该区域土壤为粉土。

根据土壤试验结果,我们得到土壤的重度γ=18kN/m³,饱和度S=70%。

此外,根据地质调查,我们发现该地区地下水位高度为1.5m。

在进行桩筏基础设计时,首先需要确定桩的长度和直径。

根据桥梁荷载和土壤参数,我们估计桩的长度为30m,直径为1m。

接下来,我们需要计算桩的侧阻力。

根据经验公式,侧阻力可以通过以下公式计算:Rs=ΣCi*Ai其中,Rs表示侧阻力,Ci表示桩身周围单位长度土壤对桩侧面的侧阻力系数,Ai表示单根桩身周围单位长度土壤对桩侧面的面积。

假设该区域土壤的侧阻力系数为60kPa,根据桩的直径,可以计算出桩侧面的面积为3.14平方米。

那么,侧阻力Rs=3.14*60=188.4kN/m。

接下来,我们需要计算桩的端承力。

根据经验公式,端承力可以通过以下公式计算:Rp = Ap * (Nc * qn + Ng * qg + Nd * γd * d)其中,Rp表示桩的端承力,Ap表示桩顶面积,Nc表示土壤的内摩擦角,qn表示正常压力,Ng表示水平压力系数,qg表示地下水压力,Nd表示地震作用系数,γd表示地震作用时的土壤重度,d表示桩的埋深。

最后,我们可以计算桩的总荷载,并通过以下公式计算基础的沉降量:P=Rp+Rsδ=P/(E*A)其中,P表示桩的总荷载,E表示土壤的弹性模量,A表示基础的截面面积,δ表示基础的沉降量。

根据上述算例,我们完成了桩筏基础的沉降计算。

通过设计合适的桩长度和直径,并计算出桩的侧阻力和端承力,我们可以预测基础的沉降量,以确保桥梁的稳定性和安全性。

这些计算结果可以为工程师和设计师提供有关桥梁基础设计的重要参考。

某高层建筑地基基础方案选型与沉降实例分析

某高层建筑地基基础方案选型与沉降实例分析

某高层建筑地基基础方案选型与沉降实例分析摘要:在对地基进行实际施工的过程中,必须严格按照施工的实际需求来选取合适的地基处理技术,这样地基处理的效果才能够得到保障,这样对后期的施工也是非常有利的,整个建筑工程的质量也能够得到保障,所以建筑地基处理以及结构设计工作是十分重要的。

关键词:高层建筑;地基基础;沉降引言当前我国居民生活水平的提高对于建筑工程的使用功能以及安全性提出了更高的要求。

为了确保城市基础建设水平的提高,就需要合理地解决建筑工程施工中遇到的各种问题。

其中软土地基属于非常常见的一种地质现象,软土地基的含水量比较大,因此很容易导致工程的结构出现变形承载力下降的问题。

为了有效地改善这一情况,需要施工企业采取合理的施工技术,确保软土地基的处理,提高工程的整体稳定性。

1地基土的特性检测这一检测技术主要包括静力特性检测和动力特性检测两大类,对于静力特性检测而言,主要采用荷载试验、旁压试验、标准贯人试验等检测手段,而动力特性检测与静力特性检测有着很大的区别,其复杂性更高,这是因为在动力荷载下,地基土的特性变得更加复杂,常用的动力特性检测包括场地土波、场地微振及地基土刚度系统等检测技术。

静载荷试验过程中,原位检测方法的应用更早,通过模拟建筑物的实际受荷情况,更准确地反映出地基土是否发生形变以及受力情况,这是得出地基土承载力、变形模量等参数的重要方式,为原位检测方法的应用提供依据。

从检测技术的具体应用来看,静力特性检测技术应用更广,不仅仅体现在原位检测技术上,还有勘探手段方面,其检测会更加精准、高效、经济,如果应用在较为复杂的地基基础检测中,静力初探检测技术凭借自身优势备受人们欢迎。

旁压试验主要用来判断别土状态、计算土强度指标、土应变参数,此外,还可以完成土承载力和地基土水平向基床系数的计算2某高层建筑地基基础沉降观测变形监测工作可依据不同的监测对象分为以下3种:①变形监测对象为建筑工程。

②全球性监测,监测对象为地球。

高层建筑筏板基础的沉降计算 (1)

高层建筑筏板基础的沉降计算 (1)

3 算例分析
3. 1 工程概况 — 96 —
武汉南湖农业科技园 3# 住宅楼, 主体采用现浇 钢筋混凝土框架剪力墙结构, 基础占面积 548 m2, 地面上 17 层, 建筑高度 54 m。建筑物总荷载重量约 为 170 315 kN。根据岩土工程勘察报告, 地层分布 自上而先可分为 7 层, 分别为: ¹ 填土; º 粉质粘土; » 粘土; ¼碎石土; ½ 粘土夹碎石; ¾硅质灰岩; ¿ 强 风化泥岩。场地的稳定地下水位为地面以下 1 m 左 右。各土层的构成与特征详见表 1。
表 1 工程地质分层表
编号
层名
厚度/ m
压缩模量
综合 评价
1
填土
1. 5~3. 2
2
粉质粘土
0. 8~1. 2
3
粘土
3. 3~14. 1
4
碎石 土
0. 0~5. 1
5
粘土夹 碎石
1. 2
6
硅质灰岩
未揭穿
7
强风化 泥岩
未揭穿
6.4 14 15. 4 9.4
25
成分复杂, 厚薄 不均
强度高, 中偏低压缩性土层 强度较高, 压缩 性低 有一定承载力中等压缩性土层 强度高, 不可压 缩 不可压缩
表 2 沉降观测表
第 1次 第2 次 第 3 次 第4 次 第 5 次 第 6次 第7 次 第 8 次 第9 次
项目
累计 累计
累计 累 计 累计
累计 累计
累计 累 计
沉降 沉降 沉降 沉 降 沉降 沉降 沉降 沉降 沉 降
C1
0
- 0.8 - 2
- 3 - 4. 5 - 6. 5 - 7. 1 - 9. 3 - 11. 7

筏板基础设计之沉降计算原理

筏板基础设计之沉降计算原理

筏板基础设计之沉降计算原理
筏板基础设计中的沉降计算原理是非常重要的,它涉及到土壤力学和结构工程的知识。

首先,让我们从土壤力学的角度来看。

筏板基础是一种承载结构荷载的基础形式,它通过分散荷载到较大的土体面积上来减小地基承载压力,从而减小地基沉降。

沉降计算的原理主要基于以下几个方面:
1. 土体压缩特性,土壤是一个多孔介质,当外部荷载作用于土体上时,土颗粒之间会发生压缩,导致土体沉降。

通过对土体的压缩性质进行实验和理论分析,可以得到土体的沉降特性,从而进行沉降计算。

2. 应力传递原理,筏板基础通过较大的接触面积将荷载传递到土体上,使得地基承载压力得到分散。

在沉降计算中,需要考虑到荷载在土体中的传递过程,以及不同深度处的土体应力分布情况,从而评估地基的沉降情况。

3. 土体的本构关系,土体的本构关系描述了土体的应力应变特性,通过本构关系可以得到土体的压缩模量、剪切模量等参数,从而进行沉降计算。

在结构工程中,沉降计算还需要考虑到筏板基础与上部结构的相互影响,以及不同荷载组合下的沉降情况。

此外,还需要考虑到地下水位变化、地基加固等因素对沉降的影响。

综上所述,筏板基础设计中沉降计算的原理涉及到土壤力学、结构工程以及工程实践经验等多个方面的知识,需要综合考虑土体的力学特性、结构荷载、地下水位等因素,以及进行合理的理论分析和实验验证,才能得到准确可靠的沉降计算结果。

某高层建筑桩筏基础沉降分析

某高层建筑桩筏基础沉降分析

某高层建筑桩筏基础沉降分析摘要;本文以高层建筑为研究对象,对桩筏基础沉降性状作出了一系列分析,讲述了高层建筑桩筏基础应用中遇到的一些问题,本文就结合笔者的多年经验,探讨出下一步的研究方向.关扭词:某高层建筑、桩筏基础沉降方法Abstract: This article with the high-rise building for research object, the pile raft foundation settlement characters make a series of analysis, tells the story of high-rise buildings in the pile raft foundation application some of the problems, this paper is based on the author’s experience for many years, this paper discusses the next research direction.Close twist words: a high-rise building, the pile raft foundation settlement method在建筑行业,高层建筑中最经常用到的形式就是桩筏基础,随着社会的进步,桩筏基础的受力和变形使更多的人了解到,并且不断的深入,之所以运用到当今的建筑技术中,主要因为承载力高、沉降小、关键在于安全、可靠。

并得出一个结论:变形是桩筏基础控制的关键,而不在于强度,合适的变形满足上部结构的安全无疑是基础工程的根本要素之一,现在,由于当前的理论和分析方法还处在半经验半理论状态,特别是现行地基规范的设计大多是假定上部结构荷载全部由桩来承担.并且在计算时认为每根桩所受的荷载是相等的而不考虑桩间土对筏板的反力作用,过分增大桩数或增加桩长,致使基础工程造价过高且延长了工期.1桩筏基础沉降性状的分析方法影响桩筏基础受力和变形特性的因素很多如土的性质.桩的间距、桩长、桩的布t以及上部结构物的刚度等.因此,对群桩受力分析的研究方法较多比较常用的包括:等代实体深墓础法、沉降比法、弹赞板法、荷载一沉降曲线简化法.简化有限单元法.有限元与边界元藕合法等.l)等代实体深基础法等代实体深基础法是将桩筏基础看作一个实体不考虑桩与土之间的相互作用,此种方法又因假设不同又分为很多的类型.最普通的方法如图1所示图中L 为桩的长度.假定荷载作用在桩端以上1/3桩长处,不同的国家和地区采用不同的应力扩散角在0~300之间.基于以上假设,采用分层总和法计算桩筏基础的沉降.不同的情况都取在1/3桩长处显然是不合理的,H.B. Poorooshasb提出根据不同的情况荷载作用面应取在不同的部位.通过研究得出了该值与某些影响因素的关系.将l/3桩长以l/n来代替n的值在3~5之间.国内又不考虑应力扩散角.取n等于0的做法,如图2所示,荷载直接作用在桩底平面,然后用分层总和法计算沉降.桩端平面以下的应力分别采用Boussinesq解.以Mindlin解对其修正.根据模型试验对等效荷载作用面的位t和压缩层的厚度做了修正.减小了桩端平面以下压缩层的厚度.这样就使得桩筏基础的沉降t减小了,更加接近实际情况.2)沉降比法沉降比法是根据单桩的沉降曲线来求群桩沉降的一种方法沉降比Rs等于群桩的平均沉降和单桩在群桩各桩平均荷载下的沉降的比值,通过对刚性承台下均匀土层和有限厚土层中的群桩沉降比弹性理论解的计算.得到群桩沉降比Rs 随桩的长径比兀了D.距径比S心,桩土模t比EP正5.桩数N而变化的曲线,进而得到对于刚性低承台方形和矩形排列群桩的沉降计算式.Poulos建议对于16根以上方形和矩形排列群桩Rs随桩数n的平方根图1等代实体深基础普通方法呈拟线性关系,所以可以外插确定桩数较多群桩的沉降比:图2等代实体深基础国内方法式中: 根桩时Rs的值; 根桩时Rs的值; 桩数.3)弹赞板分析法此法将筏墓视作为板,用有限单元法进行分析,用放t在相应节点上的弹赞来代替桩.弹赞的刚度可从桩的弹性解来计算(考虑到相互作用的影响).可以用Poulos所述的桩—筏基的分析来估算.弹赞板加连续体法.筏基仍被视作板.桩仍用弹赞代替,同时支撑筏基的土还被视为弹性连续体,对此做了进一步研究,将桩身压缩按照静载荷试验的P一S曲线或者oeddes法确定根据桩顶荷载和桩顶沉降确定群桩中单桩的刚度.将桩简化成一定刚度的弹赞作用在筏板下,使用荷载传递法分析单桩,考虑了桩土相互作用.并对相互作用系数做了简化假设桩桩的相互作用系数只与桩侧摩阻力有关,而与桩端阻力无关.最终结果比实测值偏大.但是在一个可以接受的范围以内仍然是一种精确方法.4)简化有限单元分析法Hooper等叙述了桩墓础的有限单元分析.在分析中基础.桩和土均用有限单元来表示.而不进行完整的三维分析.Hooper所述的例子是近似地轴对称的.桩的每一同心环用一连续环带来棋拟.环带的总刚度等于环带中所有单桩则度之总和.WidjojoA.P.Lkoso等的处理方法与HooPer法相似.不同处仅在于换用连续条带来模拟各列桩,条带的刚度等于一列桩所以桩刚度之和.这类方法对于考虑土的非均匀性等这样一些因素提供了适应能力但存在数据需要t大.选取模拟环带或连续条的适宜刚度及处理桩滑动问题等的困难.5)有限元和边界元祸合法此法比较接近于实际,按通常的桩—沉降分析法处理桩.筏基作为板.土作为弹性连续体用有限元的方法来划分板.以Mindiin解为基础分别求出桩桩相互作用影响系数.桩土相互作用影响系数.土相互作用影响系数,根据桩和筏板位移协调建立共同作用方程.此法合理地考虑了桩,筏和土之间的相互作用.在平面内划分筏板,土中应力计算采用Geddes弹性解和Bou旧51-ncsq解.采用分层总和法.假定桩土地基为弹性半空间.且单桩沉降与相邻地基土相协调.考虑桩底压缩性,桩土之间还可以考虑非线性滑移.根据力的平衡和位移协调可以求解相应的位移和内力.分析桩筏基础的工程技术人员还是占少数.这势必影响了该方法的推广和使用.若能够找到比较简单的分析方法,使不同条件工程的计算结果能达到某一较为合理的精度范围,且需要较少的参数,参数是靠实际测t而不是估计得到的.那么必定会加速该方法在工程中的应用.2现有方法存在的缺点与不足桩筏基础的计算分析方法还有许多缺点和不足目前尚未能提出考虑众多复杂因素的桩筏基础的计算分析方法.桩筏墓础的设计从根本上说应该是关于桩筏基础的变形设计而不是承载力设计.若能较精确的计算其变形.那么以变形控制设计必然为设计人员所接受但是在目前其变形计算所提供的方法与参数,计算精度统计分析结果均远小于承载力计算的精度.一些比较复杂的方法加有限单元法等.计算得到的结果对于工程来说也可以接受.但是计算过程复杂.参数不易取准.一些参数的选取需要复杂的三轴实验;而且即使在科学高度发展的今天也能够使用有限元方法来分析。

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浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算
彭奇华
(衡阳天翔工程咨询有限公司,湖南衡阳421000)
摘要:结合实际工程,介绍了软土地基中为控制沉降而设置桩基的深基础设计方法及采用电算软件进行沉降计算的设计手法,对沉降计算结果进行了分析,从而解决了软土中桩筏基础的沉降计算问题。

关键词:桩筏基础,沉降计算,弹性地基梁板
一、工程概况
本工程位于某市,为一栋集商业、写字楼、公寓于一体的高层建筑综合大楼,其地下4层,用作车库、超市及设备房;地上裙房6层,主要用作商场;两栋塔楼(分缝后)分别为商务公寓和商务写字楼,总层数为25层,基本层高3.3m和3.6m,建筑总高度为98.50m。

二、基础设计
(一)地质条件及基础选型
本区大地构造属于雷一琼喜山沉降带北部某区。

场区内第四纪地层发育,厚度达数百米,区域稳定性较好。

勘察发现场区及附近均为第四系松散沉积层覆盖,地表未发现有明显的构造形迹出露,场地地形平坦,不存在高陡边坡、崩塌等不良工程地质现象本次钻探最大深度为85.0m,揭露土层上部为填土,全新统沼泽相沉积淤泥质黏土及中更新统北海组粉土,下部为下更新统湛江组海陆交互沉积地层,按成因类型及岩土工程特性划分为16个主要单元层。

据钻探资料揭示,场地⑧中砂及其以下土层中⑨,⑩,⑩黏土强度相对较低,其余土层的承载力特征值在250kPa以上;其中⑥粉质黏土及⑩中砂层分布稳定,厚度较大,为硬塑~坚硬或中密~密实状,承载力特征值在280kPa以上,其下无软弱下卧层分布,是理想的桩基础桩端持力层。

根据湛江地区经验,桩的类型可考虑选择预应力管桩或钻孔灌注桩。

结合本工程特点,采用钻孔灌注桩基础的桩筏基础结构形式。

(二)基础设计
桩基的布置:根据主楼与裙楼基础的受力特点,主楼采用长桩基,裙房则采用天然地基加短桩基的设计思路,采用不同桩长的形式进行布桩。

主楼桩基主要以承受上部竖向荷载为主,柱下布置群桩,桩径有800眦1,1000眦1两种,大部分有效桩长为40m,桩端持力层为粉质黏土层;核心筒下布置群桩,桩径1500FD./TI,有效桩长50m,桩端持力层为中砂层;裙楼则主要以抵抗水浮力为主,柱下布置单桩,桩径1000FD./TI,有效桩长25m,桩端持力层为中砂层。

由于本工程地下室比较深,地下水埋深较浅,水浮力相当大,为了平衡水浮力的作用,在部分跨度较大的筏板跨中布置了抗拔桩。

这样,既解决了抗浮的问题,又有利于减小筏板的受力及配筋,节约工程造价。

筏板布置,考虑到主楼与裙楼荷载相差较大,基础筏板采用两种不同厚度的筏板。

主楼筏板厚1500FD./TI,裙楼筏板厚800FD./TI.对个别荷载较大抗冲切验算不满足的柱位进行局部加厚至1400FD./TI。

三、沉降计算
(一)重点与难点
目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的办法一是设置沉降缝,二是设置施工“后浇带”,待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”混凝土。

设置沉降缝影响地下空间的使用功能,一般已不采用;采用施工“后浇带”技术,在中、低压缩性土层中,一般在主体结构封顶后浇筑“后浇带”混凝土,但一般需一年或一年半时间,施工“后浇带”的保护以及在有地下水的地区,降水周期很长,费用开支可观,并增加施工难度。

本工程地下室不设沉降缝及后浇带,为此,沉降计算及控制就变得尤为重要。

(二)计算模型选择及基本思路
本工程沉降计算的计算软件是中国建筑科学研究院开发的PKPM系列JCCAD模块,采用桩筏筏板有限元计算方法中的WINKLER(文克尔)弹性地基梁板模型来计算的。

根据本工程地质条件的特点,采用为控制沉降而设置桩基的方法设计基础。

这种方法是考虑桩、土、承台共同作用时,基础的承载力可以满足要求,而下卧层变形过大,此时采用摩擦桩旨在减少沉降,以满足建筑物的使用要求。

以控制沉降为目的设置桩基是指直接用沉降量指标来确定用桩的数量。

基本原则有以下3点:1.设计用桩数量可以根据沉降控制条件,即允许沉降量计算确定;
2.基础安全度不能降低,应按桩、土和承台共同作用的实际状态来验算。

桩土共同作用是一个复杂的过程,随着沉降的发展,桩、土的荷载分担不断变化,作为一种最不利状态的控制,桩顶荷载可能接近或等于单桩极限承载力。

为了保证桩基的安全度,规定按承载力特征值计算的群桩承载力特征值与土承载力特征值之和,应大于等于荷载效应标准组合作用于桩基承台顶面的竖向力与承台及其上土自重之和;
3.为保证桩、土和承台的共同作用,应采用摩擦型桩,使桩基产生可以允许的变形,承台底不致脱空,在桩基沉降过程中允许发挥桩端持力层的抗力。

同时桩端还要置于相对较好的土层中,防止沉降过大,达到预期控制沉降的目的。

结合本工程的特点,这条思路贯穿于基础设计的全过程。

而且,在布桩过程中,考虑了部分水浮力的有利作用。

建筑场区位于湛江港湾北西部,湛江港湾潮汐为不规则半日潮,历年最高潮位(风暴潮)5.28m(黄海高程),历年最低潮位一2.49m。

地下室底板的抗浮计算采用最高潮位,考虑水浮力的有利作用时采用最低潮位。

(三)沉降计算结果
沉降计算时将工程按大底盘多塔结构考虑,真实地反映了基础的受力情况。

经过反复的计算,并通过调整桩径及桩长,使主楼及裙房的沉降量达到比较理想的结果,沉降变化趋于平缓。

其中主楼最大沉降为36mm,裙房最小沉降为10mm。

四、结语
软土中摩擦桩的桩基础沉降计算是一个非常复杂的问题。

纵观许多描述桩基实际沉降和发展过程的文献可以知道,土体中桩基沉降包括桩身压缩、桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生的整体压缩变形等多个分量组成,并且是需要经历数年、甚至更长时间才能完成的过程。

即使忽略土中桩身弹性压缩量,由于桩端刺入变形与桩土体之间相互作用、土体组成的多相性质、土骨架的非线性应力应变性质和蠕变性质有关,在目前认识水平下,土中摩擦桩桩基沉降不是简单的弹性理论所能描述的问题,这说明为什么完全依据理论的各种桩基沉降计算方法,在实际工程的应用中往往都与实测结果有较大的出入,即使经过修正,丽者也只能在某一特定范围内比较接近。

浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算
作者:彭奇华
作者单位:衡阳天翔工程咨询有限公司湖南衡阳
刊名:
城市建设理论研究(电子版)
英文刊名:ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年,卷(期):2011(32)
引用本文格式:彭奇华浅谈某高层建筑桩筏基础设计及沉降计算[期刊论文]-城市建设理论研究(电子版) 2011(32)。

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