桩筏基础沉降计算算例

桩筏基础沉降计算算例
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桩基沉降计算的几个问题分析_0

桩基沉降计算的几个问题分析 摘要:针对密桩桩基、疏桩桩基两类桩型沉降计算方法,阐明了沉降压缩层的分层原则、沉降计算点、应力计算点的选取原则;探讨了附加应力、沉降计算深度、压缩层厚度等指标的影响因素、计算指标取值,并给出了压缩层厚度计算公式;对长桩疏桩桩基,分析了各种沉降量的变化规律,提出了减少桩基沉降量的建议和应对措施。 关键词:桩基础,疏桩,附加应力,沉降量,分层总和法 前言 桩基沉降计算方法很多,有单桩的分层总和法、明德林—盖得斯法、荷载传递分析法,群桩的等代墩基法、明德林解法、等效作用分层总和法等方法。《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)[1]将桩基沉降计算分为≤6的密桩和单桩、单排桩、≥6疏桩两类,并给出了相应的计算公式。国内外众多学者对桩基沉降计算做了大量理论分析和测试研究。林智勇,戴自航,苏美选[2]按照盖得斯应力解的假设,推导了在考虑桩径的影响下竖向承载桩基础沉降计算的解析表达式。将圆周分为若干等分,实现了解析表达式的数值积分解,可适用于等直径单桩、扩底桩和大桩距、布桩不规则或桩长不一样的群桩基础沉降的求解;李晓勇[3]分析了沉降控制复合桩基作用机理,并对沉降复合桩基设计方法的适用性进行探讨分析,从而进一步疏理了该种设计方法的设计理念;徐奋强,曹云[4]运用改进的盖得斯应力解,计算软土基桩荷载产生的附加应力及布辛奈斯克解,计算承台下土分担的荷载产生的附加应力,将两部分附加应力线性叠加,按分层总和法计算疏桩基础的沉降。笔者针对桩基沉降计算中出现的问题进行了分析研究,提出了对策和建议。 1.附加应力 1.1对于≤6的密桩 对于≤6的密桩,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面,等效作用面积为桩承台投影面积,等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力,等效作用面以下的土体,采用布辛奈斯克解的各向同性均质直线变形体理论计算附加应力。 1.2单桩、单排桩、≥6的疏桩 对于单桩、单排桩、≥6的疏桩桩基,其最终沉降量计算可采用单向压缩分层总和法计算。参与沉降量计算的附加应力有两大类,一类是基桩引起的附加应力,采用明德林—盖得斯法计算[5]。明德林给出了作用于半无限体内部任一点的集中力引起的应力与变形的解析解,盖得斯根据明德林解导出了单桩荷载下土中应力的三种解:桩底压力引起的竖向应力、均匀分布摩阻力引起的竖向应力、

最全面的桩基计算总结

最全面的桩基计算总结 桩基础计算 一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规范》 5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定: Ra=Quk/K 式中 Quk——单桩竖向极限承载力标准值; K——安全系数,取K=2。 5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时,基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基,宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值: 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建(构)筑物; 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物; 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区; 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。 当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取η=0。

单桩竖向承载力标准值的确定: 方法一:原位测试 1.单桥探头静力触探(仅能测量探头的端阻力,再换算成探头的侧阻力)计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.3 2.双桥探头静力触探(能测量探头的端阻力和侧阻力)计算公式见《建筑桩基技术规 范》5.3.4 方法二:经验参数法 1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规范》5.3.5 2.当确定大直径桩(d>800mm)时,应考虑侧阻、端阻效应系数,参见5. 3.6 钢桩承载力标准值的确定: 1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力,需考虑桩端土塞效应系数;参见5.3.7 混凝土空心桩承载力标准值的确定: 1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力,需考虑桩端土塞效应系数;参见5.3.8 嵌岩桩桩承载力标准值的确定: 1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力,由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。 后注浆灌注桩承载力标准值的确定: 1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值,后注浆总极限端阻力标准值; 特殊条件下的考虑 液化效应: 对于桩身周围有液化土层的低承台桩基,当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时,可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩

桩承台沉降计算

桩承台沉降计算计算书 项目名称_____________构件编号_____________日期_____________ 设计者_____________ 校对者_____________ 一、设计资料 1.荷载信息 荷载:N=1000.00Kn 2.桩信息 桩数:num=7 桩长:pl=16.00m 桩截面尺寸:pld=0.5000m 桩端阻比: =0.1250 是否圆桩:yp=1 3.快速输入参数 参数:A=1000 mm 参数:B=4000 mm 参数:C =500 mm A A 4.标高信息 天然地面标高:bg=0.00m 地下水标高:wbg=-8.00m 承台高:cth=0.50m 承台底标高:ctdbg=-2.00m 5.计算用参数 计算步长:jsbc=0.05 沉降点坐标:x=0.00m y=0.00m 沉降计算经验系数:xs=1.00 地下水标高-8.00土层顶标高0.00 5 . 5 . 5 . 8 . 6.土层信息: 土层信息表

7.桩位信息: 8.承台边界节点信息: 二、计算结果 1.计算单桩底面的附加压力 承台底面土层自重应力 ∑γi h i = 18.0×2.0 = 36.00Kn 上式中γi地下水位下的重度取浮重度 承台自重及其上土重荷载 G k = A×p =23.0×30.0= 690.3Kn 承台底面的附加荷载 N = Nz +G k-A×∑γi h i = 1000.00+690.33-23.01×36.0 = 861.9Kn 单桩附加荷载 Q = N npile= 861.93 7= 123.13Kn 2.确定分层厚度 按用户输入的桩长倍数确定 △Z = 16.00×0.05 = 0.80 m 3.计算分层沉降量 根据基础规范附录R采用如下的公式计算,计算的分层沉降值见下表: s = φp Q l2 ∑ j=1 m ∑ i=1 n j△h ji E sji ∑ k=1 n [aI pk + (1-a)I s2k] 分层总和法沉降计算表

岩土工程中部分桩筏基础的设计

岩土工程中局部桩筏基础的设计 摘要:本文描述了在加拿大的多伦多地区在复杂的岩土工程条件下的局部桩筏基础(PPRF)的设计。PPRF是根据侧向土压力,不均匀分布的建筑荷载和地基不均匀承载力来设计的。该桩主要布置在地基沉陷教的地区。也就是在筏板基础承受较大压力而土体承载力较低的西北部地区。为了保持PPRF的完整性,一个统一的单位标准被应用于桩筏设计。整体的稳定,包括滑动和倾覆也是PPRF设计的一部分。同时,也使用了计算机软件分析。 高园项目是位于加拿大多伦多的一个中密度公寓建设项目。其海拔变化从101.6到102.1米。沿着BloorStreet West/Ellis 公园道大约在其东南方11米,详见图1. 在整个建筑物下面建了三层车库。在西北部边缘下挖11m在东南边界挖了大概1m。虽然沿着Bloor Street West and Ellis Park Road没有安装永久锚杆。 沿着北部和西部的边界的地下室墙壁受到140.4KPa的土压力。 地质条件 在实地4个钻井中,最大深度为37.4米。土壤样本检测方法采用标准贯入度。在实验室内进一步检测和表征土壤样本。 工程土壤条件概括如下:在北部14米到14.2米和南部的1.7米到7米处被深棕色粉质砂土和砂质粉土填充。灰色粉砂质粘土扩展至深处14.6到30.0米,非常坚硬。在深21.9米到32.9米处富集紧密的砂纸淤泥。在深22.6到34.3米处风化页岩的顶端存在一层坚硬的灰色潮湿的粘土质粉砂层。详见图 2.乔治

亚湾的灰页岩,石灰岩在钻井深度扩展延伸范围的探索结果。 在已经完成的开放的钻井处出现地下水时要被监测。从地表到地下水的深度为10到18.3米。 局部桩筏基础 基于现存地质条件,局部桩筏基础只在未收到扰动的残积土和工程填土中使用,并按容许承载力250KPa设计。该桩基的使用,可以在保证基础安全的情况下减少筏板基础使用面积并减低成本。 筏板基础厚度取决于原状天然砂和少灰混凝土在换填的过程中对一个地域的扰动程度。筏板的底面高程变化从东部的87.90米到西部的92.00米,并通过一系列步骤来完成沿筏板长度和宽度的高程变化。 计算筏板基础压力公式如下: ∑P是垂直荷载组合的总和;A是筏板面积;Mx和My分别是沿X轴和Y轴的弯矩;Ix和Iy是X轴和Y轴的惯性矩。定义建筑物的总荷载是P,固定荷载,活荷载和侧向土压力的六种荷载组合形式也都被分析。 筏板基础的沉降值按照砂土层和粘性土层分别的弹性沉降和固结沉降值之和。

桩基础沉降计算方法研究现状的综述

桩基础沉降计算方法研究现状的综述 (西南交通大学土木工程学院岩土工程系四川成都) 摘要:桩基础是一种常用的深基础形式,它由桩和桩顶的承台组成。按桩的受力情况,桩分为摩擦桩和端承桩两类。桩的沉降分为单桩和群桩两种沉降。单桩受到荷载后,其沉降量由下述两部分组成:桩自身的压缩变形和桩底以下土层的压缩。目前,计算单桩沉降量的计算方法主要有分层总合法、弹性理论法、荷载传递分析法、剪切变形传递法、有限元法及其他简化算法,这些方法都是在一定的简化基础上考虑一种或几种因素对桩基沉降量的影响。而对于群桩的沉降计算;当桩都为端承桩时,由于不需要考虑群桩效应,故可将单桩的沉降作为整个桩基础的沉降;当桩都为摩擦桩时,由于要考虑桩与桩之间的相互影响、承台的影响等。其沉降计算方法有整体分析法、等代墩基法经验法。 关键词:桩基础计算方法沉降 桩基础的承载力与沉降是桩基设计中的重要内容,沉降常常是设计中需控制的一个重要因素,与承载力相比,沉降的计算更为复杂。在过去漫长的时间内,从事岩土工程的研究者和工程师们,为了精确计算和预测桩基的沉降,曾进行过大量的研究,提出过一系列的计算桩基沉降的方法,但由于地下桩基础的复杂性和地基土的非均匀性,桩基础沉降的计算理论还有待成熟。 1.单桩沉降计算方法 单桩的沉降与桩的长度、桩周及桩底土的性质、荷载大小及

持续时间等因素有关。计算单桩单桩的沉降则应采用长期施加的荷载。 1.1剪切变形传递法 Cooke(1974)提出了摩擦桩荷载传递的物理模型,该模型为了简化计算,作了一系列假定并认为:当荷载较小时,桩的沉降较小,桩土之间不产生相对位移,上下土层之间无相互作用,桩的沉降由剪切变形的积累而产生的,剪应力从桩侧表面沿径向向四周扩散到周围土体中;摩擦桩一般在工作荷载作用时,桩端承担的荷载比例较小,沉降主要是由桩侧传递的荷载所引起,在单桩周围形成漏斗状位移分布。 宰金铭(1993,1996)将剪切变形传递法推广到塑性阶段,从而得到桩周土非线性位移场解析表达式。在该基础上,与层状介质的有限层法和结构的有限元法联合应用,给出群桩与土和承台非线性共同作用分析的半解析半数值方法。 1.2荷载传递分析法 荷载传递分析法亦称传递函数法,由Seed及Reese于1957年提出,它是目前应用最为广泛的简化方法,这种方法是从规定的荷载变

桩筏基础设计讲解

桩筏基础设计讲解 该帖被浏览了880次 | 回复了6次 桩筏基础的设计与成本控制 摘要:随着高层建筑的发展,建筑基础设计方法越来越多,目前由于基础设计是一种粗放的设计,对桩筏基础的理论及方法不十分完善。规范要求桩筏基础设计均要满足桩基础和筏板基础的要求,现就在设计过程中如何做好桩筏基础的设计与成本控制与大家进行探讨。 关键词:桩筏基础设计成本控制 在目前的设计过程中,很多设计人员由于对桩筏基础的设计缺少经验,或对桩基础规范运用不灵活,不能根据地质条件对桩筏基础共同工作进行合理设计,而仅采用桩基受力形式忽略土的共同作用,造成不必要的项目成本增加(主要是基础成本)。 一、当今现状设计的方法 1、设计人员对桩筏基础设计概念理解不清,不能灵活应用规范,如对有地下水或地下水高的桩筏基础设计时均采用不考虑地基土对筏板的作用,全部采用桩承担上部荷载。 2、在常规设计方法时把上部结构和基础作为两个独立单元分别考虑,在上部荷载作用下求得上部结构内力和基础反力,然后把反力作用在弹性地基的基础上计算基础的内力,这种设计方法没有考虑上部结构与基础的共同作用。没有考虑上部结构刚度对基础的作用,从而导致 基础设计过于偏于保守。

3、有的由于计算不当而使用了厚筏。高层建筑设计中,采用桩筏基础时,对于筏板厚度的采用往往争议较大。有采用很厚的,有采用较薄的;有的规程甚至提出,应当使每层建筑不小于多少厚度的。对于筏板厚度的确定,传统上是凭经验假定,然后再进行冲剪验算。这实际上说明目前在筏板厚度确定的问题上,并没有什么方法。由此难免造成当前在高层建筑中的筏厚不少超过1.5m的,个别的厚度竟达4m 的不合理现象。所以筏板减薄问题实际上是一个如何确定筏板厚度的问题,而不只是一个单纯的减薄问题。在桩筏筏厚的确定上,郭宏磊等采用了一新的方法,即先在正常使用极限状态下,考虑筏板的抗裂性与差异沉降来定出一筏厚值,然后再在承载能力极限状态下,考虑冲切能力加以验算,如果发现板厚过小,此时再加厚也为时不晚,由于先走一步的原因,到了后面也有承载能力极限状态的保证。此外,这样做还有一个好处,即筏厚一定,筏板尺寸就一定,那么,有关桩筏筏板的设计后 半部就只剩下筏板的配筋问题了 二、高层建筑筏基与地基共同作用的分析 1、从对2008年《建筑桩基技术规范》阅读理解,有无地下水对桩筏 基础设计是否考虑桩土共同作用影响不大。 2、高层建筑桩筏基础的工作性质,对常规设计(s/d=3~4情况)是基本上接近于在弹性地基上刚性基础的工作性质。由于上部结构和地基基础是一个整体, 合理的桩筏箱基础设计应在分析上部结构、桩筏箱基础、土体共同作用的基础上, 优化桩筏设计。根据优化理论,桩筏箱基础优化设计的数学模型为一‘设计变量群桩的每根桩长、底板厚

建筑地基基础计算

建筑地基基础计算 地基基础计算用表 1.地基基础设计等级(表2-27) 地基基础设计等级表2-27 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定: (1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定。 (2)设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计。 (3)表2-28所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算: 1)地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑; 2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基

产生过大的不均匀沉降时; 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时; 4)相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时; 5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。 (4)对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性。 (5)基坑工程应进行稳定性验算。 (6)当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮间题时,尚应进行抗浮验算。 可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围表2-28 注:1.地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b(b为基础底面宽度),独立基础下为,且厚度均不小于5m的范围(二层以下一般的民用建筑除外); 2.地基主要受力层中如有承载力特征值小于130kPa的土层时,表中砌体承重结构的设计,应符合《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)中第7章的有关要求;

3.表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑,对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数; 4.表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。 2.基础宽度和埋深的地基承载力修正系数(表2-29) 承载力修正系数表2-29 注:1.强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值,其他状态下的岩石不修正; 2.地基承载力特征值按地基基础设计规范附录D深层平板载荷试验确定时ηd取0。 3.建筑物的地基变形允许值(表2-30) 建筑物的地基变形允许值表2-30

CCTV主楼施工全过程桩筏基础沉降监测技术

第25卷第11期2009年11月建筑科学 BUILDINGSCIENCE V01.25.No.11 Nov.2009 [文章编号]1002.8528(2009)11-0078-04 CCTV主楼 施工全过程桩筏基础沉降监测技术 潘宠平1,赵晓花1,刘军进1,彭明祥2,陈振明2,余渊2,王磊2 (1.中国建筑科学研究院,北京100013;2.中国建筑股份有限公司,北京100000) [摘要】中央电视台CCTV主楼两个塔身双向倾斜、高位超大悬臂的建筑造型特征使得结构根部产生显著倾覆弯矩,并产生基础不均匀沉降。为保证施工方案的顺利实施并监控基础的安全性,采用静力水准方法每Et监测关键测控点的相对沉降;并用光学水准对整个基础沉降进行定期、全面测量。两种监测方法有机结合,有效和准确地反映了基础沉降变化过程及基础变形规律,施工期间整个基础沉降量小、两个塔身基础倾斜值在规范限值范围内。 [关键词】沉降监测;沉降差;水准测量;静力水准 [中图分类号】TUl96.2;TU441+.6[文献标识码]A SettlementMonitoringTechniqueforCCTVMainTowerduringConstruction PANChong-pin91,ZHAOXiao-hual,LIUJun-jinl,PENGMin-xian92,CHENZhen-min92,YUYuan2,WANGLei2(1.ChinaAcademyofBuildingResearch,Beijing100013,Ch/na;2.ChinaStateConstructionEngineeringCo.,Ltd,&乒增100037,Ch/na) [Abmrm]ThesignificantoverturningmomemwouldbecausedatthebottomofCCTVmaintowerstructureduetotheuniquearchitectureappearance,twobidirectionalleaningtower¥andahugecantileveratthetop.Differential训ememofthefoundationwouldbe causedbythemoment.Tosecurethesafetyofthefoundationandtheconstructionprocess,8emementmonitoringisessential.Hydro-staticandopticallevelingsurveyingmethodswereused,theformerformonitoringtherelativesetIlementatthekeypointseveryday,andthelatterformonitoringtotalsettlementperiodically.Twomethodscombinedclosely,monitoringresultscanbeachievedeffeetivelyandaccurately.It8howedthatthefoundationsettlementwagsn'lolllandtlleinclinationsettlementoffoundationunderthetwo sub-towers惴lowerthanthelimitofthespecification. [Keywords]settlementmonitoring;differentialsettlement;levelingsurveying;hydro?staticlevel 1工程概况 中央电视台新台址主楼(CCTV)由两座塔楼、裙 房及基座组成,设三层地下室,总建筑面积约 473000m2(图1)。两座双向倾斜60的塔楼分别为52 层和44层,顶部通过14层高的悬臂结构连为一体。 悬臂悬伸长度分别为75m和67m,悬臂底面水平,顶 面与两座塔楼屋顶位于同一个倾斜面内,最大高度 234m。裙房九层。 CCTV主楼结构体系为带斜撑钢外框筒(部分图1CCTV新址效果图 [收稿日期】2009.03-12 为型钢混凝土组合柱,为主要抗侧力结构)和内部钢[基金项目]国家科技支撑计划资助(2006BAJ01804)框架核心筒组成的结构,在刚性楼层面内设钢斜撑[作者简介3雾煮平(197斗)男,硕士,高级工程师,一级注册结构工增强面内刚度,加强内外框筒协同工作的能力。外程师 q棚H¨¨1从川”埘¨/。陋”州H一¨叫”…。川[联系方式】panchongping@cabrtech.com筒倾斜的建筑特征导致垂直内筒与倾斜外筒其中两 万方数据

桩基沉降计算

桩基沉降计算 5.5.6~5.5.9 桩距小于和等于6 倍桩径的群桩基础,在工作荷载下的沉降计算方法,目前有两大类。一类是按实体深基础计算模型,采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq 应力解计算附加应力,用分层总和法计算沉降;另一类是以半无限弹性体内部集中力作用下的Mindlin 解为基础计算沉降。后者主要分为两种,一种是Poulos 提出的相互作用因子法;第二种是Geddes 对Mindlin 公式积分而导出集中力作用于弹性半空间内部的应力解,按叠加原理,求得群桩桩端平面下各单桩附加应力和,按分层总和法计算群桩沉降。 上述方法存在如下缺陷:(1)实体深基础法,其附加应力按Boussinesq 解计算与实际不符(计算应力偏大),且实体深基础模型不能反映桩的长径比、距径比等的影响;(2)相互作用因子法不能反映压缩层范围内土的成层性;(3)Geddes 应力叠加―分层总和法对于大桩群不能手算,且要求假定侧阻力分布,并给出桩端荷载分担比。针对以上问题,本规范给出等效作用分层总和法。 1 运用弹性半无限体内作用力的Mindlin 位移解,基于桩、土位移协调条件,略去桩身弹性压缩,给出匀质土中不同距径比、长径比、桩数、基础长宽比条件下刚性承台群桩的沉降数值解: 3 两种沉降解之比: 相同基础平面尺寸条件下,对于按不同几何参数刚性承台群桩Mindlin 位移解沉降计算值W 与不考虑群桩侧面剪应力和应力不 M 二者之比为等效沉降系数ψe 。按实体深基础Boussinesq 解分层总和法计算沉扩散实体深基础Boussinesq 解沉降计算值W B 降W ,乘以等 B 效沉降系数ψe,实质上纳入了按Mindlin 位移解计算桩基础沉降时,附加应力及桩群几何参数的影响,称此为等效作用分层总和法。

桩筏基础沉降计算方法的对比分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/015835552.html, 桩筏基础沉降计算方法的对比分析 作者:李勇华 来源:《城市建设理论研究》2013年第26期 摘要:在桩筏基础的设计中,沉降计算的精确性变的越来越重要;本文首先列举了理论 分析和工程实际经常采用的沉降计算方法;一般有等代实体深基础法、等效分层总和法和有限元法;其次结合郑州某桩筏基础,分别利用等效分层总和法和有限元法计算该基础的沉降值。结果表明,两者之间的差异不大,符合工程实际需要,结果比较满意;最后,本文的计算方法和所取参数可以作为桩筏基础设计的参考,具有一定的理论价值和工程意义。 关键词:桩筏基础;沉降计算;规范;数值模拟 中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号: 0 前言 随着国民经济的飞速发展,高层建筑就如雨后春笋一般,层出不穷,而桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强等优点,同时可以承受风荷载或地震荷载引起的巨大水平力,抗倾覆能力强,一直是高层建筑地基处理中常使用的一种基础形式。然而,桩筏基础的沉降始终是一个难题,特别是高层建筑桩筏基础的沉降更是如此。传统的理论计算结果与工程实际相差较大,所使用的经验修正系数范围太大。桩筏基础沉降的分析方法,可以分为三类:第一类是根据桩筏基础的各种整体分析方法来预估群桩的沉降,比如有限元、弹性方法等等;第二类是半经验的等代实体墩基法[1,2,3,4],该方法将桩筏基础视作设置在桩端平面或桩端平面以上某一高程处的实体深基础,然后按浅基础的计算方法计算桩筏基础的沉降。这种方法简单、方便,但预估沉降与实测沉降值往往有一定差距,因此有必要对计算方法进行改进,从而使沉降的计算值与实测值更加接近;第三类是规范规定的方法;规范采用实体深基础的假定来计算桩基沉降,以原位测试确定土的性能参数,并根据统计资料,得出深度修正系数mp,对沉降进行修正。但是,上述各类方法都存在一定的不足,需要进一步改进和加强。 一、计算方法介绍 在结构设计和实际工程当中,桩筏基础的沉降经常采用规范法,规范法一般有等效分层总和法;而在理论研究中,常采用整体分析方法来计算沉降,一般用有限元的方法计算;而等代实体深基础法是最开始时候提出的基本思路,为以后精确方法的改进提供参考。下面对这几种方法作简要介绍。 1.1 等代实体深基础法

JCCAD计算桩筏底板实例探讨

工程师手记之二十四JCCAD计算桩筏底板实例探讨 【提要】 苏州地区某超高层建筑的三层或四层外扩地下室(无上部建筑物)桩筏基础的计算沉降居然为60~90mm。 同一幢高层建筑桩筏基础按分层总和法(国家地基基础规范)、JCCAD 程序(国家地基基础规范)、JCCAD程序(上海地基规范)计算桩基最终沉降量,居然得出相差甚远的结果;而且似乎没有找到问题之所在。 因此,苏州地区某超高层建筑的桩筏JCCAD计算,可以作为一个相当有趣的案例来进行探讨。 前言 PKPM系列的JCCAD程序计算桩筏基础的底板内力与桩基沉降,从编制软件者的角度看,可能已经算是完成任务了。但从我们工程师的角度来说,那顶多只能算是半成品。因为至少对于软土地区而言,计算结果实在难以直接应用到工程实践中去。 2011年2月的《建筑结构》文“苏州地区某超高层建筑基础优化设计”(以下简称“文献(一)”),给出一个应用JCCAD计算桩筏基础的底板内力的工程实例,现在根据该文给出的结果进行一些探讨。 一、苏州地区某超高层建筑资料 苏州地区某超高层建筑由三栋塔楼与裙房组成。塔楼为一座地上34层(147.15m高)办公楼与两座地上29层(99.80m高)公寓;裙房4层(总高22.40m);地下4层,地下室埋深17.50m。总建筑面积267548平方米。地下室平面 185m×182m。 立面简图见图一:

图一立面简图 地面绝对标高3.02~3.59 m。地面以下110m深度内为第四纪早更新世及其后期的沉积土层,属第四纪湖沼相、河口~滨海相松散沉积物。 Q 1 ±0.00相当于绝对标高3.60m,抗浮水位绝对标高2.63m,历史常年最低水位绝对标高—0.21m。 地基承载力特征值及压缩模量见表一。 表一地基承载力特征值及压缩模量

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。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。

桩基规范沉降经验系数及修正

3桩基沉降经验系数取值的讨论 由上文计算结果及以往的工程实践中发现,桩基规范法为桩基沉降计算时下常规的选择,计算结果往往偏大,计算精度不能很好的满足本地区的工程需要。这主要是由于桩基规范法以便于计算为目的的各种假设,所造成的与实际不符的计算偏差希望通过沉降经验系数来调整。而94桩基规范规定软土地区以外沉降经验系数取1.0,即对等效的明德林解不作修正。08桩基规范通过计算深度范围内压缩模量的当量值查表1.2所得,这主要是由于08版中沉降经验系数的取值方法是基于全国范围内(软土地区上海、天津,一般第四纪土等地区北京、沈阳,黄土地区西安)共计150份已建桩基的沉降观测资料,由实测沉降与计算沉降之比与计算深度范围内压缩模量的当量值的关系给出的表1.2。这使得08规范法的计算结果在全国范围内的适用性得到提高。而在本地区要得到更为精确的计算结果,则需要本地区的沉降经验系数的经验值。本章通过收集的一些本地区的沉降观测资料,分析沉降经验系数取值的影响因素,并通过简单的回归分析得到沉降经验系数的建议取值公式。 3.1 沉降经验系数取值影响因素分析 包括桩基规范、地基规范及《上海市规范—地基基础设计规范(DBJ08-11-1999)》(以下简称“上海规范”)在内都提出了沉降经验系数的取值方法。主要的取值参数有桩端入土深度L和计算深度范围内压缩模量当量值 E, s 94桩基规范软土地区及上海规范的沉降经验系数取值通过桩端入土深度L确定,08桩基规范的沉降经验系数的取值则是通过计算深度范围内压缩模量当量值 E s 确定。下面通过收集的一些本地区的沉降观测资料讨论在西安黄土地区桩端入土深度L对沉降经验系数?有无影响及通常认为的主要影响因素 E对?的影响规 s 律。 表3.1列出了本地区部分工程由沉降观测最终沉降量及理论计算值反算得的沉降经验系数?、L及 E。 s

桩基沉降计算例题

单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础 的沉降计算例题(JGJ94-2007 5.5.14条和附录F) 刘兴录钱力航 某高层为框架-核心筒结构,基础埋深26m(7层地下室),核心筒采用桩筏基础。外围框架采用复合桩基,基桩直径1.0 m,桩长15 m,混凝土强度等级C25,桩端持力层为卵石层,单桩承载力特征值为R a= 5200 kN ,其中端承力特征值为2080kN,梁板式筏形承台,筏板厚度h b=1.2 m,梁宽b l=2.0 m,梁高 h l=2.2 m(包括筏板厚度),承台地基土承载力特征值f ak=360kP a,土层分布:0~26 m土层平均重度γ=18 kN/m3;26m~27.93 m为中沙⑦1,γ=16.9kN/m3; 27.93m~32.33 m 为卵石⑦层,γ=19.8kN/m3,E S=150MP a; 32.33m~38.73m为粘土⑧层,γ=18.5kN/m3,E S=18Mp a; 38.73m~40.53 m为细砂⑨ 1层,γ=16.5kN/m3,E S=75MP a; 40.53m~45.43 m为卵石⑨层, γ=20kN/m3,E S=150MP a; 45.43m~48.03 m为粉质粘土⑩层,γ=18kN/m3,E S=18MP a; 48.03m~53.13 m为细中砂⒀层,γ=16.5kN/m3,E S=75MP a; 桩平面位置如图3—61,单柱荷载效应标准值F K=19300 kN,准永久值F=17400 kN。试计算0±1桩的最终沉降量。

图3—61基础平面和土层剖面图 解:1 按5.2.5条计算基桩所对应的承台底净面积A C : A C =(A-nA PS )/n A 为1/2柱间距和悬臂边(2.5倍筏板厚度)所围成的承台计算域面积(图3-61), A=9.0?7.5 m =67.5㎡ , 在此承台计算域A 内的桩数n=3,桩身截面积A ps =0 .785 ㎡,所以 A C =(67.5-3?0.785)/3=65.14/3=21.7㎡ 2 按已知的梁板式筏形承台尺寸计算单桩分担的承台自 重G K : G K =(67.5?1.2+9?2?1.0+(3.5+2)?2?1.0)?24.5/3 =106?24.5/3=866 kN (898) 3 计算复合基桩的承载力特征值R ,验算单桩竖向承载 力: a c R R η=+ak f c A

桩基设计计算

5.5 桩基沉降计算 5.5.1建筑桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。 5.5.2桩基沉降变形可用下列指标表示: 1 沉降量; 2 沉降差; 3 整体倾斜:建筑物桩基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值; 4局部倾斜:墙下条形承台沿纵向某一长度范围内桩基础两点的沉降差与其距离之比值。 5.5.3计算桩基沉降变形时,桩基变形指标应按下列规定选用: 1 由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型复杂、相互影响等因素引起的地基沉 降变形,对于砌体承重结构应由局部倾斜控制; 2 对于多层或高层建筑和高耸结构应由整体倾斜值控制; 3 当其结构为框架、框架-剪力墙、框架-核心筒结构时,尚应控制柱(墙)之间的 差异沉降。 5.5.4建筑桩基沉降变形允许值,应按表5.5.4规定采用。 表5.5.4建筑桩基沉降变形允许值 H为自室外地面算起的建筑物高度 注:0l为相邻柱(墙)二测点间距离g 5.5.5对于本规范表5.5.4中未包括的建筑桩基沉降沉降变形允许值,应根据上部结构对桩基沉降变形的适应能力和使用要求确定。 Ⅰ桩中心距不大于6倍桩径的桩基 5.5.6对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。

等效作用面位于桩端平面,等效作用面积为桩承台投影面积,等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。计算模式如图5.5.6所示,桩基任一点最终沉降量可用角点法按下式计算: ()()∑-∑??=??==--=n i si j i j i ij ij m j e e E z z p s s j 1 111 '0ααψψψψ(5.5.6) 式中s ——桩基最终沉降量(mm); s '——采用布辛奈斯克解,按实体深基础分层总和法计算出的桩基沉降量(mm); ψ——桩基沉降计算经验系数,当无当地可靠经验时可按本规范第5.5.11条确定; e ψ——桩基等效沉降系数,可按本规范第5.5.9条确定; m ——角点法计算点对应的矩形荷载分块数; j p 0——第j 块矩形底面在荷载效应准永久组合下的附加压力(kPa); n ——桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数; si E ——等效作用面以下第i 层土的压缩模量(MPa),采用地基土在自重压力至自重压力 加附加压力作用时的压缩模量; ij z 、()j i z 1-——桩端平面第j 块荷载作用面至第i 层土、第i -1层土底面的距离(m); ij α、()j i 1-α——桩端平面第j 块荷载计算点至第i 层土、第i -1层土底面深度范围内平 均附加应力系数,可按本规范附录D 选用。 5.5.7计算矩形桩基中点沉降时,桩基沉降量可按下式简化计算: ∑ -???='??==--n i si i i i i e e E z z p s s 1 1 104ααψψψψ(5.5.7) 式中0p ——在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加压力; i a 、1-i a ——平均附加应力系数,根据矩形长宽比b a /及深宽比 c i i B z b z 2= ,c i i B z b z 1 12--=,可按本规范附录D 选用。 5.5.8桩基沉降计算深度n z 应按应力比法确定,即计算深度处的附加应力z σ与土的自重应力c σ应符合下列公式要求: c z σσ2.0≤(5.5.8-1) j m j j z p a 01∑==σ(5.5.8-2) 式中j a ——附加应力系数,可根据角点法划分的矩形长宽比及深宽比按本规范附录D 选用。 5.5.9桩基等效沉降系数ψ可按下列公式简化计算:

(整理)pkpm筏板基础设计方法及构造要求.

前提条件:1.上部结构的计算可以提供荷载和凝聚到基础顶面的刚度; 2.有完整准确地地质报告输入,并成功读入到合适位置。 基本参数 基础埋置深度:一般应自室外地面标高算起。对于地下室,采用筏板基础也应自室外地面标高算起,其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地面标高算起。 自动计算覆土重:该项用于独基、条基部分。点取该项后程序自动按20kN/m2的混合容重计算基础的覆土重。如不选该项,则对话框中出现“单位面积覆土重”参数需要用户填写。一般来说如条基、独基、有地下室时应采用人工填写“单位面积覆土重”,且覆土高度应计算到地下室室内地坪处,以保证地基承载力计算正确。

梁的参数: 梁钢筋归并系数:0.3 梁支座钢筋放大系数:1.0 梁跨中钢筋放大系数:1.0 梁箍筋放大系数:1.0 梁主筋级别:二级或三级 梁箍筋级别:一级或二级 梁立面图比例、梁剖面图比例:按默认 梁箍筋间距:200 翼缘(纵向)分布钢筋直径、间距:8mm、200mm 梁式基础的覆土标高:当不是带地下室的梁式基础时,此值为0;否则应填写地下室室内地坪标高。该值用于判断梁式基础是否有地下室和计算地下室内覆土高度的数据 梁设弯起钢筋: x 板的参数: 梁板混凝土等级:C30 梁翼缘、板钢筋级别:一级或二级 板钢筋归并系数:按默认 板支座钢筋连通系数:按默认 板支座钢筋放大系数:1.0 板跨中钢筋放大系数:1.0 柱下平板配筋模式:按默认 梁施工图参数:

对于独立基础(独立桩基承台)来说,如果在独基上架设连梁,连梁上有填充墙,则应将填充墙的荷载在此菜单中作为节点荷载输入,而不要作为均布荷载输入。否则将会形成墙下条形基础,或丢失荷载。 选择PK文件、读取荷载、荷载编辑、当前组合、目标组合 墙下条形基础可采用PM荷载或砖混荷载;柱下独基和桩承台采用尽量多的荷载组合;筏板和基础梁选相同工况荷载组合。PMCAD荷载可用于砖混结构及初设计,其特点是模拟人工倒荷,没有弯矩;TAT,SATWE,PMSAP荷载是上部结构计算结果,可用于所有情况;PK荷载只能用于独基。pm荷载没有弯矩最好不用在独立基础的计算中。独立基础底面积的计算类似于压弯正截面计算,由轴力和弯矩两个因素决定。所以不能按最大轴力计算。程序能自动区分是否地震组合,并进行承载力放大。 在JCCAD的“输入荷载”中选“荷载参数”在弹出窗口把恒、活荷载分项系数改为1;在EF“信息输入”弹出窗口中把恒、活荷载分项系数改为1;ZJ的“上部荷载”中的组合信息窗口,把恒、活荷载分项系数改为1;BOX“荷载输入”菜单中的“荷载分项,组合,组合值系数”将恒、活分项系数改为1,即可在基础软件中获得上部结构传给基础荷载的标准值。 屏幕上当前所显示的组合值就叫当前组合。当前组合仅表示当前屏幕上所显示的值。并不是说基础的最终控制组合就一定是它。某一最大内力所对应的组合值,比如最大轴力或最大弯矩下所对应的组合值。目标组合并不一定是最不利组合,比如最大轴力下所对应的组合值其弯矩值有可能很小,不一定是控制工况,所以目标组合不能作为基础设计依据。 筏板布置 1.该菜单功能是布置各种有桩、无桩筏板,带肋筏板,墙下筏板,平板等所有筏板,一次最多可输入10块筏板。 2.布置方法是先定义筏板类型,其中包括板厚、标高、有无地下室,然后用围区布置方式沿着所包围的外网格线布置筏板,布置时应输入一个挑出轴线距离,这样程序可形成一个闭合的多边筏板,如板边挑出轴线距离各不相同,可用“修改板边”菜单的多种方式修改板边挑出距离。 3.对于每一块筏板,程序允许在其内设置加厚区,设置方法仍采用筏板输入,只是要求加厚区在已有的板内,加厚区最多可以设置9个,可放在一块筏板中,也可以放置在多块筏板中。

桩基沉降计算

桩基沉降计算 一、目前桩基沉降计算方法及存在的问题 1、目前桩基的计算方法 对于群桩基础(桩距小于和等于6倍桩径),在正常使用状态下的沉降计算方法,目前有两大类。一类是按实体深基础计算模型,采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq应力解计算附加应力,用分层总和法计算沉降;另一类是以半无限弹性体内部集中作用下的Mindlin解为基础计算沉降。后者主要分为两种:一是Poulos提出的相互作用因子法;第二种是Gedes对Mindlin公式积分而导出集中力作用于弹性半空间内部的应力解,按叠加原理,求得群桩桩端平面下各单桩附加应力和,按分层总和法计算群桩沉降(如《上海地基基础设计规范》DGJ08-11-1999,《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002)。 上述方法存在如下一些些问题: (1)实体深基础法,其附加应力按Boussinesq解计算与实际不符(计算应力偏大),且实体深基础模型不能反映桩的距径比、长径比等的影响; (2)相互作用因子法不能反映压缩层范围土的成层性; (3)Geddes应力叠加-分层总和法要求假定侧阻力分布,并给出桩端荷载分担比; (4)-所有的计算方法都依赖经验参数,以上计算方法均是以弹性力学的基本原理为基础,计算的可靠性与经验系数关系密切;

(5)不能考虑上部结构刚度对变形的影响。 2、旧规范沉降计算方法存在的问题 旧规范的沉降计算方法——等效作用分层总和法的一个科学、实用的计算方法,能反映群桩基础的各因素对沉降的影响,如桩的距径比、长径比、桩数等。其存在的问题是对于长桩,特别是桩侧土较好的长桩基础,计算沉降量与实测值误差较大,统计结果发现计算值大,而实测值小。造成这种现象的原因是上部结构的荷载借助于侧摩阻力传至承台投影面积以外,使桩端平面的计算附加应力远小于实际受力。而旧规范的经验系数依据局限于上海地区的资料,当时的超高层建筑很少,对应的长桩基础很少,经验系数存在一定的局限性。 二、调整的内容 新规范维持了旧规范的基本计算方法,针对旧规范沉降计算中存在的问题进行了调整。 1、对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基,调整了沉降经验系数。 2、桩的沉降计算考虑施工工艺的影响,原因是群桩基础的变形是桩基影响范围内土的变形,而不同的施工工艺对土的影响不同。 3、增加了单桩、单排桩、疏桩基础基础沉降计算。 三、规范推荐的计算方法 对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基础计算,新规范维持了旧规范的基本计算方法,规范共涉及8条,即规范5.5.6至5.5.13条,具体详见规范。

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