高层建筑地基基础方案优化设计分析
高层住宅基础优化设计实例
高层住宅基础优化设计实例在城市的发展进程中,高层住宅如雨后春笋般涌现。
而高层住宅的基础设计,作为确保建筑安全和稳定性的关键环节,其重要性不言而喻。
一个合理且优化的基础设计,不仅能够保证建筑物在长期使用过程中的安全可靠,还能在一定程度上降低工程造价,提高项目的经济效益。
下面,我们将通过一个具体的实例来探讨高层住宅基础的优化设计。
我们所选取的这个高层住宅项目,位于某城市的新兴开发区。
该建筑地上共有 30 层,地下 2 层,总高度约 90 米。
建筑的结构形式为剪力墙结构,抗震设防烈度为 7 度。
在进行基础设计之前,首先需要对场地的工程地质条件进行详细的勘察。
勘察报告显示,场地的土层分布较为复杂,自上而下依次为填土、粉质黏土、粉土、细砂和卵石层。
其中,粉质黏土和粉土的承载力相对较低,而细砂和卵石层的承载力较高。
此外,场地地下水位较浅,对基础设计也会产生一定的影响。
根据建筑的高度、结构形式和地质条件,初步设计时考虑采用桩基础。
桩基础具有承载力高、稳定性好等优点,能够满足高层住宅的要求。
然而,通过进一步的分析和计算发现,如果单纯采用桩基础,工程造价较高,而且施工难度较大。
为了优化基础设计,降低成本,我们对多种基础方案进行了对比和分析。
经过反复研究,最终确定采用筏板基础与桩基础相结合的复合基础形式。
在建筑物的核心筒区域和荷载较大的部位布置桩基础,以承担较大的竖向荷载;而在其他区域则采用筏板基础,利用地基土的承载力共同承担荷载。
在确定了基础形式后,接下来需要对基础的尺寸和配筋进行设计。
筏板的厚度是一个关键的参数,它不仅影响着基础的承载力和变形,还关系到工程造价。
通过计算和分析,综合考虑各种因素,最终确定筏板的厚度为 15 米。
在配筋方面,根据不同部位的受力情况,采用了不同规格和间距的钢筋,以保证基础的强度和安全性。
对于桩基础的设计,桩的类型、桩长和桩径的选择至关重要。
经过对比分析,选用了钻孔灌注桩,桩径为 800 毫米,桩长为 25 米。
高层建筑地基基础设计分析
高层建筑地基基础设计分析摘要:高层建筑对地基的要求更高,同时地基的影响也更为显著,会对高层建筑整体质量、安全适用性以及稳定性等方面的影响也更大。
因此做好高层建筑地基基础设计工作具有十分重要的意义,是保障高层建筑整体质量以及安全适用性的前提。
本文对高层建筑地基基础设计进行分析,并结合实际案例对设计方案进行探究,仅供大家参考。
关键词:高层建筑;地基基础;设计方案引言:随着城市化的发展以及建筑科技的进步,越来越多的高层建筑拔地而起,相应的高层建筑地基问题也越来越突出。
做好高层建筑地基基础设计工作,是保障高层建筑整体质量以及安全适用性的前提,因此要高度重视高层建筑地基基础设计工作,并积极探索更加科学的设计方式方法,保障设计方案的科学性与合理性,为高层建筑的整体质量安全奠定基础。
1高层建筑地基基础设计概述1.1重要性分析地基基础是高层建筑的根本立足点,是最先施工的部位。
地质情况复杂,在不同的地质情况影响下,使得地基基础的受力状况也十分复杂,因此要结合地质状况进行针对性设计。
另外高层建筑地基基础相对更深,工程量更大,造价成本也更高。
高层建筑地基基础设计是造价的主要影响因素,科学合理的高层建筑地基基础有助于降低工程造价,节约工程成本。
1.2主要依据在高层建筑地基基础设计过程中,一方面要以建筑本身的结构等为依据,另一方面要以岩土成分以及土质结构等为依据,还要考虑建筑物地下室层数等方面的因素。
为保障高层建筑的安全适用性,在高层建筑地基基础设计过程中还要以抗震标准为依据[1]。
高层建筑自重更大,地下室层数也不相同,因此要依据多方面内容进行科学设计。
2高层建筑地基基础设计应注意的问题2.1合理设置沉降缝沉降缝是保障高层建筑结构稳定的关键,可以更好地避免由于不均匀沉降所导致的建筑物破坏。
对于高层建筑而言,其结构差异性较大,再加之地基的土质不同,导致其不均匀沉降的发生概率相对更高,这使得沉降缝的重要性更为突出。
通过合理设置沉降缝,可以利用沉降缝把整个建筑结构划分为几个单元,同时各个单元之间也彼此独立,借此来避免不均匀沉降。
高层建筑地基基础优化设计
高层建筑地基基础优化设计摘要:随着我国社会的发展,人们对建筑工程的关注度也越来越高。
与其他工程相比,高层建筑结构设计相对来说是比较复杂的,同时也是较为系统的工程项目。
在进行相关的工程设计期间,与之相关工作人员的创新理念以及丰富的经验是必不可少的。
而且,设计人员还要关注到工程中的各个环节,以此来保障基础的设计与施工。
工作人员要注意到基础工程的质量是极其重要的,基础工程不仅可能影响造价问题,还会影响到工程的质量,进而影响工程的稳定性和使用寿命。
关键词:高层建筑;地基;基础方案;优化随着城市化进程的不断加快,城市人口不断增加,城市用地越来越紧张。
近几年,我国城市建设过程中,高层建筑为越来越多,高层建筑极大的节约了用地,拓宽了人们的活动空间。
在高层建筑工程施工过程中,地基基础设计十分重要,其关系到建筑的稳定性和使用寿命,因此对高层建筑地基基础优化设计进行分析,意义深远。
1 地基基础设计的重要性在工程的建筑期间,地基的施工质量是极其重要的,会对高层建筑的整体质量产生重要影响。
但是,工作人员要注意的是地基基础的设计会受到多种因素的影响,如施工周围的地质情况可能会是比较复杂的。
还有就是地基是埋在地下的,所以地下水等方面因素都可能会对地基的质量产生不同影响。
这种种因素的影响都会导致地基基础的设计比较困难。
调查显示,地基在整个工程中的资金投入所占的比例是比较大的,通常可能会在5%~6%之间,而且这个比例仅仅是普通情况下建造地基的造价。
在地质状况比较复杂时,就需要工作人员用相关的技术来解决问题,这样的造价就会更加高,可能会达到10%之上。
综上所述,地基基础的设计是具有相当重要的意义的。
因此,多种方案进行比较分析,挑选较好的方案,减少资金的投入是极其重要的。
2 高层建筑地基基础方案设计以及比较分析2.1 筏形基础的应用筏形基础在工程中的应用会产生相应的作用。
一般情况下,筏形基础的面积比较大,所以,这种方式的应用会使工程出现在相同荷载的作用下,筏形基础能够减小地基单位面积压力的情况。
探讨高层建筑结构基础设计中的问题及对策
探讨高层建筑结构基础设计中的问题及对策高层建筑的结构基础设计是保证建筑稳定性和安全性的重要环节。
在设计过程中,可能会面临一些问题,需要采取相应的对策来解决。
本文将从地基设计和基础设计两个方面,探讨高层建筑结构基础设计中可能遇到的问题及对策。
一、地基设计问题及对策1. 地质条件复杂,土壤承载力不足问题。
在高层建筑的地基设计中,如果地质条件复杂,土壤承载力不足的话,可能会对建筑的稳定性造成威胁。
解决这一问题的对策可以是进行地质勘察,对地质条件进行详细分析评估,选择合理的地基处理措施,比如加固土壤、增加地基承载能力等。
2. 地下水位较高,会给建筑的基础设计带来一定的困难。
遇到这种情况,可以采取降低地下水位的对策,比如利用抽水机将地下水抽出,降低地下水位至设计要求的范围内。
在基础设计中还应考虑采取防水措施,确保建筑的稳定性和安全性。
3. 地基沉降问题,即地基不均匀沉降。
这种问题可能会导致建筑的倾斜和变形,影响建筑的使用寿命和安全。
对策可以是进行地基处理,采取一些措施来减少地基沉降差异,比如在地基中采用加筋土桩、预压桩等。
1. 高层建筑自重较大,需要合理设计基础的尺寸和布置。
为了确保建筑的稳定性和安全性,需要根据高层建筑的荷载情况,合理选择基础的尺寸和布置方式。
对策可以是进行充分的荷载计算和结构分析,确定合适的基础尺寸和布置方案。
2. 基础的施工质量对建筑结构的稳定性和安全性有着重要的影响。
控制基础施工质量的对策可以是加强施工管理,严格按照设计要求进行施工,采取合理的施工工艺和措施,确保基础的质量和强度。
3. 基础与地下结构的接触问题。
在高层建筑的基础设计中,需要考虑基础与地下结构的接触问题,特别是与地下水库、地下商场等地下结构的接触。
解决这一问题的对策可以是进行合理的地下结构设计,考虑地下结构和高层建筑的相互影响,确保基础与地下结构的稳定性和安全性。
高层建筑的结构基础设计中可能会面临各种问题,需要采取相应的对策来解决。
高层建筑地基基础方案的优选浅谈-高层建筑论文-建筑论文
高层建筑地基基础方案的优选浅谈-高层建筑论文-建筑论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——【摘要】地基基础是高层建筑的重要组成部分,直接影响建筑物的整体质量和造价,设计人员应优化高层建筑地基基础方案,确保建筑安全性和经济性的有效结合。
论文介绍了高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求,并结合工程实例,分析了地基基础方案优选时应考虑的因素。
【关键词】高层建筑;地基;基础方案1引言现阶段,城市用地紧张问题越来越严重,使高层建筑的建设规模不断扩大。
高层建筑地基基础是建筑结构设计的重点内容,具有复杂性和系统性的特点,在实际工程设计过程中,设计人员应注重地基基础方案的优化和选择,这样不仅能提高工程建设的整体质量和安全性,还能为企业带来更多的效益。
2高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求2.1主要依据由于影响地基基础的因素较多,设计人员应通过地基基础设计的理论依据,逐一分析这些影响因素,并制定不同的设计方案进行对比,从中选择更加合理的基础设计形式。
其中,地基基础设计方案比选的主要内容为地质参数、上部设计、地下室设计等,受地基基础自身特殊性的影响,在选择设计方案的过程中,设计人员应根据地勘报告及其他相关检测报告,为保证基础设计的合理性提供依据。
2.2基本要求高层建筑地基基础设计的基本要求主要有:地基整体结构的稳定性验算;分析设计过程中结构的整体受力情况;计算天然地基形变量、桩基沉降、基础水平位移、承载力、抗裂性能等。
在实际设计过程中,应注意以下内容:(1)满足定性设计的要求;(2)满足承载力和变形要求。
3高层建筑地基基础方案的优选3.1合理设置沉降缝设计人员在高层建筑地基基础的设计过程中,需要深入分析各影响因素。
不均匀沉降是地基基础设计中的常见问题,会影响基础形式和整体施工质量。
因此,在设计阶段,应根据建筑方案合理设置沉降缝,分析主体结构形式,出现不均匀沉降时,应根据计算出的沉降变形曲线,合理调整基础布置,使基底反力趋于均匀。
高层建筑地基基础方案优化设计分析
2 . 4掌握结构计算形式
对 于 现 有 结 构 在 计 算 形 式 方 面 的 特 殊 性 ,为 了 达 到 数 学 规 划 理 论 方 面 的 基 本 要 求 ,在 进 行 初 期 设 计 的 过 程 中 ,
一
定 要 优 化 选 择 应 用方 案 ,根 据 相 关 的 技 术 操 作 手 段 和 管 理 规 范 ,积 极 优 化 分 析 其 中 的 变 量 差 异 ,合 理 优 化 基
要 结 合 形 变 的 状 态 对 地 基 底 面 做 好 一 定 的 调 整 工 作 ,除 了 受 到 不 均 匀 沉 降 的 情 况 影 响 外 ,若 是 基 础 设 施 形 式 或
者基础施 工差异 非常大 , 在 设 计 的过 程 中则 需 要 使 用一 些 基 础 设 计 的 理 念 , 依 照嵌 固的手段 对其进行 一定 的设计 。
2 . 3提升建筑 的稳定性
从 建 筑 稳 定 性 的 角 度 来 分 析 ,其 影 响 非 常 深 远 。 在 高 层 建 筑 的基 础 中 , 一 般 情 况 下 是 基 层 岩 石 容 易 受 场 地 面
积 的 影 响 , 在 技 术 人 员 操 作 的 时 候 , 需 要 注 意 充 分 利 用 基 层 岩 石 所 具 有 的 承 载 能 力 和 低 压 缩 能 力 ,合 理 有 效 地
在 高 层 建 筑 地 基 的 设 计 过 程 中 ,需 要 注 意 方 方 面 面 的 因 素 ,在 具 体 应 用 层 面 上 ,首 先 要 对 沉 降 缝 进 行 合 理 设 计 ,第 一 步 需 要 再 进 行 基 础 设 计 的 过 程 中 ,积 极 分 析 主 流 的应 用 形 式 , 若 是 出 现 一 些 沉 降 不 合 理 的状 态 ,则 需
高层建筑的地基基础方案分析-高层建筑论文-建筑论文
高层建筑的地基基础方案分析-高层建筑论文-建筑论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——[摘要]随着我国社会经济的快速发展,高层建筑越来越多。
尤其在一些复杂地质条件下,如何提升高层建筑的地基工程安全性与稳定性就成为了社会各界广泛关注的问题。
在整个的高层建筑施工过程中,科学合理的地基基础方案有助于确保地基基础施工地顺利进行,并提升整个工程的安全性与整体质量。
为此,本文对复杂地质条件下高层建筑的地基基础方案进行了分析。
望能够给相关工作人员带来一定的启示作用。
[关键词]复杂地质条件;高层建筑;地基基础方案1高层建筑地基基础方案设计1.1高层建筑设计方案的设计依据由于高层建筑的安全性与质量关系着众多人民的生命财产安全。
为此,做好高层建筑的地基基础方案勘察设计工作尤为重要。
此项工作具有着复杂性,同时会受到诸多因素的影响。
为了有效地提升勘察设计方案的科学合理性,勘察设计人员需要明确设计理念,并根据施工现场实际情况制定出切合实际的施工方案。
高层建筑地基基础方案在规划阶段,会被划分为地下室设计、上部设计与抗震设计等不同的设计板块。
而在复杂地质条件下,高层建筑的地基基础方案勘察设计工作,更需要严格按照勘察设计规范来进行,同时也需要对设计方案进行充分地检测,确保设计方案的科学合理性。
1.2高层建筑地基基础设计方案的设计要求首先,在展开具体的设计工作时,设计人员需要对具体应用阶段的应用体系进行充分地分析,并严格遵照勘察设计规范来开展勘察设计工作,进而使得设计方案富有科学性与合理性。
其次,设计方案在整体规划以及建筑结构上要具有严谨性,确保整个地基的稳定。
再次,设计人员需要充分地考虑整体建筑的横向承载力,并根据建筑实际情况采取有效地防震措施,以此来提高建筑的抗震性能。
1.3高层建筑地基基础设计方案的设计内容在设计内容方面,高层建筑地基基础设计方案包括三个方面:首先,箱基热情况。
在高层建筑地基基础设计方案中,一旦设计缺乏合理性,就有可能导致箱基热情况出现在地基基础施工过程中,进而直接影响到刚性基础地基。
高层建筑基础设计方案优化
l dcp , u a o ipo et ti t no el i df o s aeae. i — i ul n u d t nd s n i t e e r i es e n a sae b t l r e u l a o f h m t or p c r H g r eb i i f n a o ei ek yt d t m n t a t ad n s m v h i i z t i e l a h s dgo i g sh o e e h fy
・
8 6・
价值工 程
高层 建筑 基础 设 计 方 案优 化
O pt i a i n fH ih—rs id ng Ba i sg c m e i z to o g m ieBu l i sc De i n S he
李 宁 L ig i n N
( 广西荣 和企业 集 团有 限责任公 司 , 宁 5 0 0 ) 南 30 1
中图 分 类 号 : U 2 T 7
文献 标 识 码 : A
文 章编 号 :0 6 4 1 (00)4 0 8- 1 10 — 3 2 1 2 —0 6 0 1
在 不 同 土 质 的 地 基 上 , 建筑 物相 邻部 分 的 高度 、 载 和 结 构 形 式 或 荷 1 高层 建 筑 地基 基 础 设 计 的主 要 依 据 和基 本 要 求 11主 要 依 据 高 层 建筑 的 地 基 基 础 设 计 受很 多 因 素 的 影 响 , 差 别较 大时 ,为 了 防止 建 筑 物 出 现 不均 匀 沉 降 引 起 错 动 或 开裂 , . 通 地 面 土 质 结构 和 地 下 的岩 土 成 分 等 是 外部 的基 本 条 件 筑 本 身 的 常在 差 异 处 设 施垂 直 缝 隙 , 建 筑 物 分 割成 若 干个 独 立 单 元 。但 高 建 将 层 高 、 下 室层 数和 建筑 的 内部 结 构 对 地 基 的 压 迫程 度 是 建 筑 自身 层 建筑 的工 程 实践 效 果 表 明 ,高 层 建 筑 基 础 却 不 适合 设 置 沉 降 缝 。 地 对 地 基 基 础 的 限制 条 件 ; 外 , 关 的抗 震 要 求等 对 基 础 设 计 提 出 沉 降缝的设置将对地下室在土层 中的嵌固作用产 生一定 的影响 , 此 相 再 了更 高 的要 求 。依 据 以上 的 各种 因素 , 结 合工 程 设 计 的造 价 总 体 加上 高 层 建筑 本身 对 地 下 室 的结 构 压 力 , 使 建 筑 的地 基基 础 设 计 再 会 规 划 , 地 基 基 础 进 行 全 面 的科 学评 估 , 而 得 出地 基 设 计 的基 本 更 加 复 杂 , 造成 额 外 的压 力 负担 , 对 从 并 不利 于 高 层 建筑 的稳定 性 。 数 据。 32高 层 建筑 地 下空 间 的利 用 高层 建筑 一般 需 要 相 应 的 地 下 . 12基 本 要 求 与普 通 的 多层 建 筑 设 计相 比 , 由于 影 响 高层 建 深埋基础 , - 经过精确 的地 质勘 测和基础设计计算后 , 才能确定地 下 筑 地 基 基 础 因素 较 多 , 以设计 过 程 中需 要 考 虑 的 设计 要 求 也相 对 深埋的程度。对地 下空 间的利用 , 以提高基础工程 的利用率和提 所 可 复 杂。 基 的牢 固 性 、 地 建筑 结 构 的稳 定 性 与抗 震 性 、 基 竖 向 的承 载 高 建筑 整 体 的 收益 效 果 和 使 用功 能 。 市 的现 代 化 加速 了私 家 车 的 地 城 力 与横 向 的抗 滑移 、 基 的 沉 降 指 数 、 基 土 层 的抗 压 能 力 和 地 基 购买力增长 , 地 地 地面 空间 已经越 不能够解决车辆的停放 需求 , 下停 地 压 力变形范围等 , 都是对地基基础设计的基本要求。 因此 , 在地基基 车场 的开 发 和 使用 , 但解 决 了城 市 建 设 问题 也提 高 了高 层 建筑 地 不 础 设计 过 程 中 , 仅 要 考 虑 建 筑 外 观 设 计 概 念 上 的 要 求 , 重 要 的 下空 间的 利 用 率。 此 外 根 据地 下土 质 结 构 的 特 点 , 可 以 将地 下空 不 更 还 是 地 面 条件 和 建筑 本身 结 构 对 高层 建 筑 提 出 的具 体 客 观 要 求。 着 间用 来 安 置人 防设 施 和 建筑 内部 的 机 房 等。 地 下 空间 的合理 利 用 随 对 现 代模 拟技 术 与勘 测 技 术 的 不 断成 熟 , 高层 建筑 设 计 提 供 了设 计 是 高 层 建 筑价 值 增 值 的 有效 手 段 之 一。 为 33高 层 建筑 基 础 方案 的优 化 选 择 考 虑到 城 市 所 在 地 区 的地 . 方案反复模拟、 改的便利 条件和 可靠 的数据 , 修 以满足高层 建筑 最 基 本 的安 全 性 要求 。 质 状 况 的不 同 , 城 市 高 层 建 筑 的 地 基 承 载 力 也 存 在 着 差 异 , 此 各 因 基 础 设计 的 方案 也 不尽 相 同。 基础 设计 方式 如 何 选 择 , 需 要 根据 就 2 高层建筑地基基础计算的模型 根 据 我 国 城 市 地 质 的 分 布 情 况 , 多软 土 、 陷 性 黄 土 和 液 化 实 地 的 需 要 来 决 定 , 如上 海 、 津 等 地 质 条 件 较 差 的地 区高 层 建 很 湿 例 天 土很多都穿插在城市建设带上 , 从而在客观条件上对高层建筑 的基 筑 多 采 用 造 价 高 昂 的 桩 筏 , 而北 京 、 州 等 地 质 条 件 稍 好 的地 区高 广 础 设 计 提 出 了更 高 的要 求和 难题 。 其 在 高层 建筑 设计 规范 还 没 有 层 建 筑 多 选 用相 对 经 济 些 的筏 基 。 当然 , 地 基 条 件 较 好 的 山 区如 尤 在 形成统一的情况下, 加上结构工程师水平的差异与计算模型 的多样 重庆 , 至 高 层 建筑 可 以采 用 很经 济 的独 立 基础 。 见 , 质 条件 很 甚 可 地 化 , 难凭借 个人 的经验和 能力做 出地质 参数的精确计 算 , 很 使得 地 大程度上决定 了建筑 基础 的方案。 现代 的计算机模拟技术可以提供 基基础 的计算质量 受到较大的影 响。 高层建筑多个设计方案的模拟结果 , 从而使设计师可以从 中选择最 就 目前 高 层建 筑 地 基 基础 计 算 的模 型 工 具 来 看 , 克 尔 模 型 与 优 方 案 。 文 弹 性 半无 限体模 型 是 最 常 用 的两 种 计 算 模 型 。 者 针对 基 底 反 力 与 前 基 础 方 案 的优 选 , 论 是 经济 效 益还 是 社 会 效 益都 是相 当显 著 无 变 形 的线 性 关 系 , 行 系数 计 算 , 进 工程 师接 受 度较 高。 者 将地 基 视 的。 后 为 弹性 连 续 介质 , 虑 到 图 的扩 散 能 力 , 由 于计 算相 对 复 杂 , 实 考 但 在 4 结 语 际应 用 上 受到 了一 定 的 限制。 需 要提 出 的是 在通 常 情况 下 , 地 但 尽管 高层建筑地基基础方案的优化 , 首先要以精确 的地质勘查数据 基受 到重 力荷 载 的 影 响仍 可 以被 视 作弹 性 匀质 体 ,但对 于 特 殊 的软 为基础 , 地质状况是决定高层建筑地基的主要因素, 其次, 要考虑建 土 质 结构 , 建筑 上 部 的荷 载 压 力 下 , 基 会 产 生 一 定 的 变 形 , 适 筑 结 构 本 身 的承 载 力 要 求 ,建 筑 的竖 向压 力 对 地 基产 生 的影 响 等 。 在 地 不 合再按照静态来分析受力状况。上述 的两种计 算模型显然都具有不 对 同一 建 筑 来讲 ,不 同的地 基 选 择 代 表 着 不 同 的 工程 造 价 标 准 , 要 足 之 处 , 能够 承 担科 学 合 理 的计 算 要 求 , 此 , 计 算 模 型 的 研 究 在满足高层 建筑安全性和稳定性的条件下 , 不 为 新 甄选适合造价预算 的最 和开发是解决现阶段地基基础计算偏差 的主要手段 , 经过大量的实 优地基基础 设计 , 从而获得较高的经济效益。 因此 , 一个优化的地基 践 与 反 复 论证 ,弦 线模 量 法 更 适 合 地 基 变 形 与黄 土 的湿 陷 计 算 , 是 基 础 设 计 方 案 , 具 有 高度 的 可 靠 性 和 科 学 性 , 技 术 的 支 持 到 材 ��
高层建筑基础的优化设计分析
高层建筑基础的优化设计分析摘要:本文主要根据物理学上的力学、风学、物体的承载力。
对某住宅小区工程的冲孔桩施工过程进行分析研究,总结出该住宅小区原设计采用冲孔灌注桩基础,由于场地岩溶发育,桩基施工过程中出现多种困难影响施工进度。
文中主要针对此场地条件的基础方案优化设计阐述,在此基础上由于岩溶发育区域改用复合地基加筏板基础形式,从而符合工程施工安全、科学建筑的原则。
关键词:岩溶、复合地基、筏板基础、基础优化一、工程总概况某住宅小区是由8 栋住宅楼组合而成,塔楼部分拟建地上33 层,地下2 层,裙楼部分地下2 层,地上无建筑,为带局部转换的剪力墙结构,如图1 所示。
本文先从先行施工的C5~C8 的部分基础介绍其优化过程。
图1 塔楼平面分布示意图本小区工程原设计基础形式是冲孔灌注桩,因为要考虑到地下桩端的持力层为溶洞底面之下的微风化泥岩又或者是灰岩,因此从中加大原主桩的承受力。
从工程的地质报告可以看出C5、C8 栋场地地质情况呈良好状况,而C6、C7栋的地质情况则较为复杂,地下溶洞发育较为宽广,加上底板以下的土层分布有两层砂层以及局部土洞,关于地下溶岩的目前发展情况,地质报告不详,因此需要在工程桩施工中加大力度,已经完成大约130 根,在这一130根桩中大部分位于C5 和C8 塔楼的范围内。
而在C6、C7 塔楼范围内桩的施工过程当中,由于地下溶岩的发育较好,在打桩过程中时常发生塌孔状况,给施工进度受到阻滞。
下文根据综上所述的施工现场的情况,因而决定对C5~C8 的基础方案进行优化。
二、分析工程地质条件根据地质的岩土勘察及超前钻探报告中可以看出,该工程的场地地质是属于冲积阶地,地面相近平坦。
而在实际的场地上第四系覆盖层中包括有人工填土、冲积淤泥质土、砂层、粉质粘土及残积土,下伏白垩系和三叠系沉积岩所形成的。
而场地地下水主要为冲积区内第四系孔隙潜水以及深部基岩裂隙、岩溶水。
在勘探过程中水位掩深在1.9~2.3m之间。
高层建筑地基基础设计分析
【规划设计】住宅与房地产2019年6月高层建筑地基基础设计分析孙 磊(江西省建筑设计研究总院,江西 南昌 330000)摘要:目前经济快速发展,地价越来越贵,尤其是在经济发达的地区如香港、澳门更是寸土寸金。
不仅如此,现如今人口大爆炸,人口密度急剧上升,对住房提出了更高的要求,因此,高层建筑越来越多。
建筑高层建筑不仅可以一定程度缓解住房压力,而且可以给企业带来更好的经济效益。
同时,高层建筑可以使相同大小的地皮更有使用效率。
高层建筑虽然有诸多优点,但存在建筑难度大、风险高等问题。
关键词:高层建筑;地基基础;设计规划中图分类号:TU208 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)06-0080-01地基和基础是一个建筑最重要的部分之一,在设计建筑时,首先要考虑的就是基础和地基,这在高层建筑的设计中更为突出。
因为没有好的地基和基础,建筑就无从谈起。
而且现代的大商场都会有地下仓库、地下超市、地下车库,这对地基和基础的设计提出了更高的要求。
在设计地基和基础的时候,既要考虑当地地形的因素、土壤因素,还要考虑建筑的吨位以及对地表的压力,防止意外坍塌或其他问题。
1 地基和基础简述1.1 地基地基是在建筑下面承受压力的土层,对建筑起支撑作用。
地基的土层又分为岩土、碎石土、粉土、砂质土、黏性土。
如果有需要还可以人工填土。
从另一方面考虑,地基又分为天然地基和人工地基。
天然地基是现成的,可以直接用的,不需要人为加工,比较省力。
可是这对土壤的要求较高,而且要考虑地形与坡度,一般要在平原地区适用,不适用于坡度较大的地区或者湿地、沙地。
除此之外,还要考虑上面建筑的吨位,一般荷载能力较小。
还有一种是人工地基,顾名思义,就是经过人为加固的土层。
这种人为加工改良的地基承受能力较强,可以根据实际建筑加固地基,不仅可以承受重量级建筑,而且可以应用到很多特殊地形中。
调查显示,全球平原面积较小,山地、丘陵占地面积大,我国更是如此,山地和丘陵地区占比超过一半以上,这些地区的坡度较大,土壤较为疏松,荷载能力较差。
高层建筑基础设计以及地基处理分析
高层建筑基础设计以及地基处理分析高层建筑是当前我国建筑业发展和社会进步的重要标志,而在高层建筑设计过程当中,地基处理和基础设计是重要的环节,其不仅和建筑结构的安全质量息息相关,也很大程度上影响了项目的经济成本。
论文主要阐述了高层建筑基础设计的相关要领,同时结合当前我国高层建筑发展现状介绍了相应的地基处理方法。
标签:高层建筑;基础设计;地基处理鉴于地基基础对建筑安全的重要性,对其进行分析论证,有重要的现实意义。
1.高层建筑地基基础的重要性1.1安全性基础是上部建筑与大地联系的桥梁,其将上部结构所有的作用传递到地基上,地基通过自身变形最终将应力吸收,完成一次完整的力的传递过程。
任何一个环节出现问题,都将产生严重的后果。
上海闵行区13层楼房整体倒塌事件,就是一个典型的例子。
抗侧力较差的phc管桩,不能承受堆土和深挖地下室带来的较大测土压力,导致桩基础剪切破坏,建筑整体倒塌。
1.2正常使用性地基基础设计不当会产生较大的变形,导致地下结构开裂漏水。
而高层结构不均匀沉降也会导致上部结构局部产生下拉应力,导致墙体开裂,影响正常使用。
1.3经济性在高层建筑甚至超高层建筑越来越普及的今天,地基基础部分所占投资比重越来越大,达到30%~40%。
部分基础埋深较大、地基处理较多的项目,甚至占到50%以上。
因此,优化地基基础设计,对节约材料成本,意义巨大。
1.4工期据统计,高层建筑地下结构占用项目工期40%以上,合理设计地基基础,可大幅缩短工期。
如采用地基处理的筏板基础,较桩基础可省去试桩、打桩、检测等一系列环节,节省工期;如经逆作法设计施工的项目,可地上地下同时施工,缩短工期,等等。
2.高层建筑基础设计的要点分析2.1 高层结构基础设计的要点常见的高层结构形式有框架结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构等。
一般来说,高层框架结构不会有较大的高宽比,其仍可归为柔性结构。
选用较小刚度的基础,不会在主体结构中产生较大次内力,也可取得明显的经济效益。
高层建筑基础方案优化设计
高层建筑基础方案优化设计【摘要】某高层住宅群,剪力墙结构,位于岩溶地区,经基础方案比选优化,选用CFG桩复合地基加筏板基础,引入潜孔锤施工工艺,节省近千万工程投资,工期比旋挖桩缩短,其经济效益及时间效益非常明显。
【关键词】高层住宅;岩溶地区;基础方案优化;CFG桩复合地基基础一、工程概括某地块由7栋高层住宅及1栋3层幼儿园组成,地下2层,局部3层,地面以上26~33层,建筑高度77.7~98 ,总建筑面积15万,均为剪力墙结构体系,全部塔楼由地下室连成为一个大底盘,抗震设防烈度为6度。
二、工程地质概况拟建场地位于岩溶区,岩溶中等发育,地貌属于岩溶残丘,场地上覆土层主要为松散土和第四系残积粘性土及碎石土,下伏基岩为炭系石灰岩。
岩土层从上到下分布见图2,主要参数见表1。
地下水是裂隙水,主要赋存于石灰岩中,水量较小。
详勘共钻孔73个,56个钻入灰岩中,其中10个钻孔揭露有溶洞,遇洞率17.9%,线沿溶率3%。
表 1 主要物理力学参数建议值三、基础方案比选本项目共有7栋26~33层的高层住宅楼,对于整个楼盘开发来说,优选基础方案,不但节省投资,缩短工期,还能尽早售楼,早收益。
为此,在设计前期有必要对整个项目的基础方案进行比选,找出一个最优的基础方案。
本项目地下2层埋深8.3 ,局部地下3层埋深11.45 ,主楼基底均落在粘土○2或含砾粘土○3层上,其地基承载力不满足天然地基基础的要求,需采取其它基础形式,根据场地地质情况及本地区施工工艺,筛选出的基础方案有:旋挖灌注桩基础及CFG桩复合地基筏板基础,根据两者的特点及造价比较进行,从中选出一个最佳方案。
旋挖灌注桩基础特点:高层建筑柱底轴力很大,一般首选桩基方案,用岩层作为持力层,传力直接;但选择桩基基础,按照《规范》[1],需对桩端持力层进行施工勘察,以查明桩端以下持力层范围内的地质情况。
详勘已揭露有溶洞,遇洞率17.9%,洞顶最深为36.3 ,洞高7.6 ,桩长很长,施工有难度,成桩质量难以确保;工期长,常常都超出预估工期。
高层建筑地基基础技术经济优化分析
高层建筑地基基础技术经济优化分析众所周知,地基基础是民用建筑结构设计工作中最重要的一环。
一方面,它的安全与否直接决定着建筑物的整体安全。
地基基础一旦出现问题,其造成的经济损失及社会影响都可能非常巨大,处理起来相当麻烦,如果再出现了人员伤亡事故,那后果就不堪设想了。
所以,地基基础的安全性在任何时候都是我们结构设计人员的首要考虑问题。
另一方面,地基基础在建筑土建总造价中所占的比例也不小,约占20%左右。
在当下商品经济社会中,不管从节约社会资源的角度,还是从替业主节约工程造价的角度考虑,地基基础的经济性都应该引起我们结构设计人员的高度重视。
本文针对德阳市某高层住宅地基基础方案设计选型过程进行具体分析,根据工程的地质情况及上部主体结构的特点,提出了振冲碎石桩复合地基、高压旋喷桩复合地基和PHC高强预应力混凝土管桩的设计方案,通过对三种地基基础方案进行经济技术比较,得到最优方案,实现了技术与经济的有机结合。
二、工程概况工程场地位于德阳市佛山街西侧、南泉路北侧交汇处,整个项目为商品住宅小区,总建筑面积为120961.44 ㎡,地上共6栋高层建筑,地下1层,局部2层。
本工程为其中的1#住宅楼,纯剪力墙结构,宽×长为19.6m×28.4m,地下1层,地上33层,层高除地下1层4.8m,地上2层3.9m外,其上各层均为3.0m,室内外高差0.1m,结构总高100m,主楼地下周围三面临土,一面连接地下车库,其第一跨为1层地下车库,层高为3.7m,第一跨以外为2层地下车库,层高3.6m,结构形式为框架结构。
基础埋深为 6.7米,上部结构传至基础的作用效应在正常使用极限状态下作用的标准组合为500Kpa(按外挑1.8m的筏板计算)。
场区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第二组,地基基基础的设计等级为甲级。
三、场地地质概况根据地质勘查报告,该场地位于成都平原东北沱江水系绵远河左岸一级阶地,场地覆盖层自上而下主要由杂填土、第四系全新统冲洪积粉质粘土、粉土、粉细砂、中砂、砾砂、圆砾及卵石、第四系更新统冰水堆积半胶结卵石、白垩系古店组泥质砂岩组成。
高层建筑地基基础方案优化设计探讨
高层建筑地基基础方案优化设计探讨摘要:各种类型的建筑物都需要把来自建筑物自身的荷载传递到坚实的地基当中,因此地基是否能够具备建筑工程自身的强度和变形要求,对于建筑工程的结构安全会产生很大影响。
随着社会制造行业的不断发展,桩基技术也在突飞猛进,从桩的尺寸到承载力都发生了很大的变化。
本文分析了地基基础设计的重要性和高层建筑地基基础方案设计原则,重点根据建筑实例分析了高层建筑地基基础方案优化设计策略。
关键词:高层建筑;地基基础;设计方案随着我国城市化发展的不断加快,城市中的人口数量逐渐增多,造成了城市用地面积越来越紧张。
近些年来,高层建筑逐渐出现在了我国城市建设当中,越来越多的高层建筑帮助节约了城市用地,拓宽了人们的活动空间。
在高层建筑施工过程中,地基基础设计部分非常重要,能够增加建筑工程使用寿命和使用安全性,因此加强高层建筑地基基础优化设计工作很有必要。
一、地基基础设计的重要性在高层建筑工程施工过程中,地基基础非常重要,是高层建筑的基础性内容,由于高层建筑的地基基础具体设计过程难度比较大,在土地的埋设下,地基不光会受到地质环境的影响,同时也会受到地下水的影响。
详细分析相关数据可见,在通常情况之下,普通高层建筑地基的基础建设造价基本上是工程总体造价的5%-6%之间,如果在施工过程中出现了一些复杂的情况,则需要埋设较深,会在一定程度上追加造价,因此地基基础的建设造价会上升到工程总造价的10%左右。
工程建设单位在施工过程中会使用特殊方法处理这些情况。
从这一方面我们能够看出,地基具体的设计过程需要对比不同的基础方案,在保证建设质量的情况下优先选择造价成本比较低,最终获取更高的经济效益。
二、高层建筑地基基础方案设计原则1.合理的设置沉降缝高层建筑地基进行具体的设计时,需要综合考虑多方面的因素,从应用层面上来说,首先需要科学合理的设计出沉降缝,在基础设计中,分析主流应用形式,如果高层建筑的沉降不合理,需要利用形变状态为设计依据,适当调整基础底面。
建筑工程地基处理方案的优化设计分析
建筑工程地基处理方案的优化设计分析摘要:地基基础的重要性与建筑结构的安全息息相关,同时也是一个隐蔽工程。
建设的合理性和科学性是需要重点考量的,需要采取切实可行的技术方案,以确保建筑物有良好的基础保障。
采用科学合理的技术措施应对复杂的地质条件,可以有效保证建筑物的结构安全,避免施工事故频发。
关键词:建筑工程;地基处理方案;优化设计一、影响地基施工质量常见的一些因素1、混凝土施工裂缝因素混凝土施工在现代高层建筑工程中较为常见,但是在施工的过程中,裂缝质量问题也很容易产生。
主要是因为在施工的过程中,混凝土结构重量存在不均匀性,并且施工技术不到位,后期养护力度不够等方面,都会导致混凝土不同程度的裂缝发生,进而影响高层建筑地基施工的质量。
2、材料因素材料因素主要是指材料的质量,质量的好坏直接影响到地基施工质量。
其实,施工材料引发地基施工质量问题的原因为:采购员在材料采购的过程中,没有基于工程的实际情况以及需求,盲目的进行材料采购工作,这样就会导致材料与地基不符,进而影响工程的施工质量;施工材料没有进行质量检验就进入现场,存在以次充好或者滥竽充数的现象,对地基施工质量造成了影响;施工材料进入现场以后,管理人员没有根据材料的性质,以及使用范围等方面进行标注,经常出现错误使用的现象,影响其质量,并且也会增加工程的施工成本。
3、人为因素人为因素主要是指施工人员对施工技术和施工工艺掌握程度不够,或者没有严格根据施工方案展开施工,导致地基施工质量达不到标准技术指标和质量指标,存在着较大的偏差。
另外,在施工的过程中,没有做好质量控制工作,这样也会影响地基的施工质量。
二、建筑工程地基处理方案优化设计1、地基处理方案优化的一般方法(1)碎石桩法和强夯法共同应用。
强夯法是为提高软弱地基的承载力,用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。
在执行这一结合方案时,碎石桩是在填充层的适当合理位置放置,然后再对地基土壤做后续工作,如排水固结和夯实,以确保地基土排水能力和坚固性。
高层建筑基础的优化措施分析
高层建筑基础的优化措施分析摘要:本文主要根据物理学上的力学、风学、物体的承载力。
对某住宅小区工程的冲孔桩施工过程进行分析研究,总结出该住宅小区原设计采用冲孔灌注桩基础,由于场地岩溶发育,桩基施工过程中出现多种困难影响施工进度。
文中主要针对此场地条件的基础方案优化设计阐述,在此基础上由于岩溶发育区域改用复合地基加筏板基础形式,从而符合工程施工安全、科学建筑的原则。
关键词:岩溶;复合地基;筏板基础;基础优化高层住宅建筑的竖向荷载比较大,由于风荷载、地震荷载的影响,其倾覆力矩就会呈现出成倍的增长趋势。
高层住宅建筑基础结构设计的要求比较高,需要有良好的水平、垂直承载力,还需要有效地控制倾斜、沉降等问题,使其处于可控的范围内,从而使建筑物的稳定性得到保障。
结构与地基基础的内力分析地基刚度变化若地基逐渐软弱时,将使得基础内力和挠曲的加大;若地基刚度的增加程度变大是将使得上部结构的刚度无法在基础内力发挥作用。
这是由于沉降过程中会出较小的不均匀沉降,无需依靠上部结构减轻不均匀沉降。
这时候,理论上是可以将上部结构的次应力省去。
因而,科学地分析力之间的相互作用,相对软弱地基上的结构物要比坚硬地基上的结构物更符合实际的施工需要。
基础刚度变化若假设上部结构刚度、荷载、地基条件保持一致,基础内力的大小将由刚度大小决定,刚度增加则基础内力变大,相对挠曲减少;刚度减小则基础内力变小,相对挠曲增加。
这是由于基础沉降差的加大会使得上部结构中形成很多的次应力。
由此可知合理地降低基础内力出发需要降低基础刚度,对于降低上部结构的次应力则要加大基础刚度。
这些表明了确定基础方案结构类型时应该根据不同的实际情况进行分析研究,当上部结构属于柔性结构,则基础宜柔;建立在高压缩性地基上的框架结构,因为于其对不均匀沉降的作用较大,基础需刚硬些。
上部结构刚度变化若地基、基础、荷载条件保持一致,不断加大上部结构的刚度将使得基础的相对挠曲和内力逐渐变小,与此同时还会不断增加上部结构的自身内力,这说明上部结构能够对基础内力造成一定的影响,两者的变化情况是互相影响的。
高层建筑结构基础选型和优化设计
高层建筑结构基础选型和优化设计摘要:随着我国经济的高速发展,高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用,在设计时,应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑。
在地震区,凡是地基基础好的,建筑结构所受到的破坏就轻,危害就小,否则就破坏严重。
在进行地基基础设计时,除了保证基础本身应具有足够的强度和刚度外,还应考虑地基的强度、稳定性及变形的要求,为使基础设计更合理,应综合考虑上部结构、基础和地基的共同作用。
关键词:高层建筑;结构选型;结构设计Abstract: along with the rapid development of economy, high building foundation will bear the superstructure of load transfer to the important role of foundation, in the design, should will superstructure and foundation and foundation collaborative consideration. In earthquake zones, all good foundation, building structure damage by light, the harm is small, or destroyed. In the foundation design, in addition to ensure that the foundation itself is should have enough intensity and stiffness outside, still should consider the foundation intensity, stability and deformation requirement, to make the foundation design more reasonable, should be taken into account the upper structure, foundation and foundation work together.Keywords: high building; The structural type; Structure design高层建筑基础工程的重要性,主要表现在以下几方面.1.基础工程在高层建筑的工程造价中占有较大的比重。
高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计解析
高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计解析高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计解析摘要: 高层建筑上部荷载大, 基础埋置深度也较深, 地下室的设计合理与否直接影响建筑物的正常使用与造价。
本文通过对某高层建筑基础及地下室底板结构优化前后的设计介绍, 说明结构选型及计算分析在基础和底板结构设计中所起的重大经济作用, 为建筑技术人员提供借鉴。
关键词: 高层建筑;基础及地下室;底板结构;扩展基础;优化设计; 经济指标中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:前言随着经济的发展, 高层建筑越来越多。
为了增加有效使用面积, 将停车库转入地下, 所以这些建筑通常都带有地下室。
这不仅有利于地面道路的设置, 同时也满足了平战结合的要求。
对于这类工程, 由于地下室设计荷载较大,防水抗裂要求高,其造价占整个项目造价的比重也相当大。
所以,对地下室梁板结构做多方案的选型比较,并进行进一步优化设计非常必要。
本文从地下室结构选型和优化原则入手,结合某工程实例,对高层建筑基础及地下室底板结构的优化设计做了详细解析。
1、地下室结构选型和优化原则地下室的结构选型和优化设计非常重要,在方案阶段就应该因地制宜地对多个方案进行详细的比较、论证,选出最优方案。
选优原则如下:在满足功能及基础埋深前提下,地下室应尽量浅埋。
浅埋可以减少土方成本,减小地下室外墙外侧的土压力,在沿海地下水位较高地区尤其可以减小水浮力,可有效节约底板造价及地下室抗浮成本,同时亦可减小地下室渗漏风险。
所以,地下室尽量浅埋是地下室方案论证之“纲”。
根据地下室顶板板厚、荷载,满足净空要求的最大梁高等条件,进行井字梁、十字梁、单向板、大板楼盖、无梁楼盖、预应力等多种项板结构方案的比较,选出造价低、施工方便的最优结构方案。
值得注意的是,最优方案不是一成不变的,关键在于要熟悉各种方案的特点。
3)充分利用地下室底板板厚较大的条件,根据情况,选用无梁楼盖底板或筏板基础。
高层建筑基础设计方案优化(1)
高层建筑基础设计方案优化赖琼华(广东省水利水电科学研究院,广州, 510610)提要:结合某工程实际,对高层建筑基础底板下为硬塑残积土层时,是采用桩基础还是天然地基基础进行了详细的技术及经济的综合比较,并对最终确定的静压桩基础方案进行了桩土共同作用的优化设汁,原分析计算结果与现场施工及静载试验结果很接近。
关键词:岩土力学静压桩基础桩土共同作用桩垂直静载荷试验1工程概况广州市永福路商住楼拟建场地位于永福路南段东侧。
永福路商住楼由一栋20层主楼及西侧9层和东侧4层裙楼组成,其中9层及20层下为一层地下室,4层裙楼为2层地下室。
原设计基础形式采用静压预应力管桩基础,桩端持力层为强风化层,但根据场区地质钻探情况及静力压桩经验,象本工程的地质情况,静力压桩将很难到达强风化层,桩长将达不到设计要求的桩长,为此, 必须对本工程的基础方案进行优化,提供适合本工程地质情况基础型式的设计方案。
2 场区工程地质情况根据本工程场区22个钻孔揭露,大楼地下室底板下岩土层为第四系残积层(Q el)及白垩系(K)基岩风化带。
(1)残积土层主要为粉土层及粉质粘土层, ,现场标贯试验击数9—38击,平均22.4击,取样土工试验结果平均值为:γ=21kN/m3,c=35kPa,φ=22.5°,E s=10MPa。
(2) 全风化含砾粉砂岩:原岩棕红色完全风化成坚硬土状。
标准贯入试验N=29.3~36.6击,平均N=33.3击,本层采取土样44件,土层主要物理力学性质指标的平均值为:γ=21.3kN/m3,c=37.0kPa,φ=23°,E s=10.33MPa。
(3) 强风化含砾粉砂岩:层厚0.50~39.60m,平均厚度17.71m,层顶标高38.60~96.10m。
岩性:暗褐色,原岩强烈风化成半岩半土状,手可折断,原岩结构大部分已破坏,遇水易软化、崩解。
(4) 中风化含砾粉砂岩:层顶埋深51.60~98.10m。
高层建筑地基基础设计分析
高层建筑地基基础设计分析摘要:随着我国经济的腾飞和城市人口的急剧增加,高层建筑逐渐成为城市建设的主要内容,它可以减轻城市用地压力、人口压力,是城市建筑物的极优之选。
但是由于高层建筑自身高度大、体积大等特点,特别是近年很多高层建筑需要设置单层或者多层地下室、地下商城、地下车库等,使施工难度逐渐加大,尤其体现在地基基础设计方面。
基于此,本文主要探讨高层建筑地基基础设计若干问题,以期对高层建筑结构的安全与稳定有所帮助。
关键词:高层建筑;地基;基础设计1 高层建筑地基基础设计概述当前在我国高层建筑基础工程施工中,通过各种类型的基础形式的分析比较,从安全性、可行性、经济性及地基条件等因素综合考虑,通常采用复合地基或采用桩基础。
复合地基的技术要求相对较低,但施工质量人为影响因素较大,对周围环境有一定的影响,受雨季的影响较大。
桩基础施工较为成熟可靠,桩基础受力较为合理,可以使深部土层的承载能力充分的发挥出来。
同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合,这有效的提高了桩基础施工技术的水平,使其在基础工程中发挥着更好的性能。
在进行高层建筑的基础设计时,需要考虑的因素较多,其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定,需要进行相应的计算才能取得准确可靠的数据,所以在计算过程中需要结合岩土工程勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素,只有进行全面的考虑,才能确保基础设计时各项计算的准确性,确保基础的安全和稳定。
目前在基础设计中对高层建筑通常会采用端承桩或摩擦桩;端承桩其桩端处于岩层和硬土层中,土层具有较高的承载力和较低的压缩性,这样就有效的减小了桩基的变形和沉降,提高了桩基的承载力;而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载,而且桩端土层也会对竖向荷载具有一定的支承力,但由于底部支承的土层尚具有可压缩性,所以桩基的沉降量还需通过设计有效地控制。
2 高层建筑基础设计选型的重要性2.1 高层基础如果设计方法不对或者选型不当,将严重影响建筑物的安全性和稳定性。
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高层建筑地基基础方案优化设计分析本文结合成阳市某高层住宅地基处理方案设计选型过程展开分析,从上部结构和实际工程地质条件出发,完成了CFG桩复合地基、钻孔灌注桩和PHC高强预应力混凝土管桩的设计方案,通过对三种地基基础方案进行经济技术比较,使经济效益与技术效果能实现同步优化,真正做到技术与经济的有机结合。
1前言
随着现代建筑工程的不断陕速发展,在满足结构承载力和变形要求的情况下,高层建筑的地基基础设计中往往存在多种选型方案,而如何对这些方案进行综合评价和分析,从中选择出经济、可靠的地基处理方案,在当前注重经济和社会效益的环境下,是一件很有现实意义的工作。
2 工程概况
工程场地位于咸阳市渭阳西路北侧,本建筑为1墒层剪力墙住宅楼,东侧相邻一30层2#性宅楼,1#与2#住宅楼通过地下车库相连,2#住宅楼地基处理采用钻孔灌注桩,并已完成试桩的检测工作。
本建筑主楼部分地上27层,地下2层,宽×长为16.15米×32.OO米,层高除地下室为1.8m和3.9m外,地面以上均为2.9m,结构总高78.6o米,室内外高差0.30米,结构形式为剪力墙结构;主楼周围为一层地下车库,层高3.9m,结构形式为框架结构。
基础埋深一6.7米(由地下车库层高决定),上部结构传至基础的作用效应在正常使用极限状态下作用的标准组合为478KPa。
场区抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,设计地震分组为第一组,建筑桩基的设计等级为乙级。
3 场地地质概况及地基处理方案比较
根据地质勘查报告,该场地地基土层主要由第四系上更新统风积黄土,残积古土壤,冲击粉质粘土、粗砂组成,顶部为素填土,地貌单元属渭河左岸二级阶地,场区湿陷性黄土到基底已挖完,属一般场地,可不考虑场地的湿陷问题。
由于主楼传至基础的作用效应在正常使用极限状态下作用的标准组合为
478KPa,基底持力层位于③层黄土,承载力特征值fak=120KPa,经深度修正后不能满足设计要求,需要进行地基处理。
CFG桩复合地基施工技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低廉的特点,目前已成为咸阳及周边地区26层以下高层建筑应用最普遍的地基处理技术之一。
本工程CFG桩桩径采用450mm,桩距140Omm,排距12OOmm,桩长19m,混凝土强度等级C25,桩端进入⑥层粗砂不小于
500mm,满堂梅花状布桩,桩顶以上设20Omm厚级配砂石褥垫层,其上为900mm厚筏板,cFG工程桩共计341根。
对于竖向荷载较大的高层建筑,采用桩基对减小地基变形和提高结构整体安全度方面要远远好于复合地基。
根据本工程地质勘察报告,⑥层粗砂工程性能好,厚度较大,是良好的桩端持力层,采用桩径600mm,桩长28.Om,桩端进入⑥层粗砂9.4m,沿墙布桩,桩顶设800×800的承台梁,承台梁间设400mm厚构造筏板,钻孔灌注桩共计94根。
管桩以标准化生产、桩身质量好、施工速度快、工地干净文明、造价低等优点,近年来开始在咸阳地区得到应用,收到了良好的经济和社会价值。
由于管桩在沉桩过程中存在挤土效应,故管桩的侧阻力和端阻力比一般钻孔灌注桩大。
由于本工程桩端持力层⑥层粗砂工程性能好,承载力高,且基底距⑥层仅有18.6米,使得管桩在进入砂层不多的情况下就可以达到较大的承载力,选用10G409中的PHC 500 AB 125—20,桩长20m。
桩端进入⑥层粗砂1.4m,
共117根桩,采用沿墙布桩,桩顶设800×800的承台梁,承台粱间设400mm 厚构造筏板,管桩共计l17根。
4 地基处理方案的经济、技术分析
地基处理方案的费用按总建筑面积与处理单位面积造价的乘积计算,单位面积造价越低,费用越低。
现结合本工程对以上三种地基处理方案进行经济技术分析,详见表1:
表1三种桩型经济技术分析
从上表可以直观地看出,三种桩型中最经济的是预应力混凝土管桩,仅为灌注桩造价的67%,其次是CFG桩复合地基,最后为钻孔灌注桩,其基本与cFG 桩持平,造价比CFG桩仅高10%,但从桩基的可靠性和减少地基变形方面来说其要远远好于复合地基,通常所认为的CFG复合地基在经济性上高出灌注桩较多的观点应有所转变。
需要指出的是,并不是说某种桩型在任何条件下都是最经济的,还要结合土层分布情况、桩端持力层情况等实际因素做具体问题具体分析,本工程由于地下车库较深,基础埋深较大,且⑥层粗砂层工程性能好,在充分发挥管桩端阻力高的同时桩身又不至于太长,故有较好的经济效果。
因此,管桩的使用要因地、因工程对象制宜。
设计人员在用好这一桩型的同时还应注意以下问题:第一,管桩的沉桩过程往往伴随着挤土效应,其常常导致接头处的断桩和桩端上浮等,而在高层建筑中较多采用的是墙下布桩,故群桩效应并不是特别突出,
而墙下布桩时桩距通常较小,为了减小挤土效应应采用跳打施工办法。
第二,管桩难以穿越硬夹层,往往使得桩长过短,持力层不理想,进而导致沉降过大,但从目前咸阳地区地层分布情况来看,绝大多数地表以下25米左右都能见到砂层,其上以黄土为主,该问题还是应当因地制宜;第三,管桩的工业化生产和沉桩方式使得管桩的桩径、桩长、单桩承载力可调范围小,不能或难于按变刚度调平原则优化设计。
在上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构时,变刚度调平设计理念可使得基底反力分布形式与上部结构的荷载分布一致,可减小筏板内力、实现差异沉降、承台(基础)内力的最小化,而对于刚度较大且分布较均匀连续的剪力墙结构来说,变刚度调平原则优化设计的必要性并非那样突出。
5 结语
5.1咸阳地区除个别存在局部硬夹层的地段外,一般均可采用预应力混凝土管桩,其下25米左右的砂层是良好的桩端持力层;
5.2对于以砂层作为持力层的管桩,由于其端承效果非常明显,当基础埋深较大,砂层较浅时,其经济技术效果会更加显著,本工程管桩与钻孔灌注桩相比仅为其造价的67%;
5.3钻孔灌注桩与CFG桩复合地基的造价基本持平,仅比cFG桩高10%,在综合考虑桩基的可靠性和减少地基变形来看,CFG复合地基要优于灌注桩的观点应有所转变;
5.4管桩的工业化生产和沉桩方式使得管桩的桩径、桩长、单桩承载力可调范围小,不能或难于按变刚度调平原则优化设计,其在上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构体系的适用性有待进一步研究。