桩筏板设计
关于桩基础+筏板基础中桩偏位的处理方法构想
关于15#桩偏位的处理方法构想
我司在XX#楼桩基施工中,15#桩偏位较大,往南面偏1.4米,往东面偏0.46米,导致上部剪力墙构件有一端无法落在15#桩上。
我司提出采用钢筋加强带转化受力节点的方法处理,由于没有原始的结构计算数据,构想仅供参考,一切以结构验算为准。
采用此方法的缘由如下:
1、本工程采用的是桩基+筏板的基础形式,结构受力体系一般为上部荷载通过剪力墙构件传递到筏板基础,筏板基础再传递到桩基础,桩基础与筏板共同受力。
2、高层建筑桩筏基础在常规设计条件下,桩间土仍承担上部荷载,钻孔灌注桩在施工过程中没有超孔隙水压力产生,在上部荷载作用下,桩和桩间土承担上部荷载,且在建筑物使用过程中,桩和桩间土承但上部荷载比例保持不变。
在建筑物完工时可分但小于上部总荷载的26%。
3、本钢筋加强带因为为15#桩偏位,导致现桩位不在上部构件剪力墙下,故进行钢筋补强,采用1400*900*5000的加强钢筋带,本钢筋加强带放置于原筏板钢筋的面筋与底筋之间,剪力墙构件的竖向钢筋放置在加强带的底筋上,以6#桩和15#桩作为钢筋加强带的支座,使得上部剪力墙构件的荷载能大部分传递到钢筋加强带上,再传递到现有的15#桩与6#桩上,与筏板一同承担荷载。
广西XX建筑工程有限公司
李伟宁
2018、10、30。
桩筏基础设计讲解
桩筏基础设计讲解桩筏基础是一种常用的复合地基形式,其结构由桩基与承台组成。
这种基础形式适用于土层较薄,承载力较低的地区,能够有效地分散建筑物的荷载,提高基础的承载能力。
接下来,我将详细讲解桩筏基础的设计原理和施工步骤。
首先,桩筏基础的设计需要根据具体的工程情况进行合理的荷载计算。
这包括建筑物的重量、附加荷载以及土壤的承载能力等因素。
通常情况下,桩筏基础的安全系数要求为2以上,以确保基础的稳定性。
桩筏基础的设计步骤如下:1.确定桩的数量和布置方式。
桩的数量和布置要根据建筑物的荷载和土壤的承载力来确定。
通常情况下,桩之间的距离应保持在2到3倍桩的直径之间,以保证桩与桩之间的承载力传递。
2.桩的设计。
桩的设计包括桩的直径、长度和材料等方面。
桩的直径和长度要根据土壤的承载力和建筑物的荷载来确定,一般情况下,直径要保持在300mm以上,长度要超过土层的较为松散的部分,才能达到稳定的效果。
桩的材料通常选择强度较高的钢筋混凝土。
3.布置钢筋筏板。
钢筋筏板是桩筏基础的主要承载结构,需要根据桩的布置方式和荷载计算结果来设计。
钢筋筏板一般由高强度混凝土铺设而成,其尺寸一般要超过建筑物的底部面积。
4.桩与钢筋筏板的连接。
桩与钢筋筏板之间需要通过连接件进行连接,以确保二者能够有效地传递荷载。
常见的连接方式有焊接和预埋螺栓连接。
连接件的选用要根据具体工程要求和设计规范来确定。
5.施工过程中的监测与控制。
在桩筏基础的施工过程中,需要定期的监测和控制施工质量,确保基础的稳定性和安全性。
常见的监测手段包括测量桩的沉降和倾斜,以及对钢筋筏板的压实情况进行监测。
总结来说,桩筏基础是一种可靠的基础形式,可以提高土地承载能力,分散建筑物荷载,保证结构的安全性。
在进行桩筏基础设计时,需要进行合理的荷载计算,确定桩的数量和布置,设计桩的直径、长度和材料,布置钢筋筏板,连接桩与钢筋筏板,并在施工过程中进行监测与控制。
只有在合理设计和严格施工的基础上,桩筏基础才能发挥最大的作用,确保建筑物的安全与稳定。
筏板基础施工设计方案
筏板基础施工设计方案200kPa,选取了较为保守的设计参数,基础设计承载力为Q=kN。
二、施工顺序本工程的施工顺序为:土开挖→人工清槽→地基钎探→基底碾压→垫层施工→基础放线→筏板基础施工→钢筋工程→模板工程→混凝土工程→基础砼养护→注意事项。
三、施工部署一)土开挖首先进行土方开挖,按设计要求开挖至基础底面标高,同时对XXX进行分类堆放,以备后续使用。
二)人工清槽清理土方底床,清除底床上的杂物和泥沙,使其平整、干燥、无积水、无松散物,为后续地基钎探做好准备。
三)地基钎探进行地基钎探,根据设计要求在筏板基础上进行钎探,测量地基的承载力和稳定性,为后续施工提供数据支撑。
四)基底碾压进行基底碾压,将土方底床进行碾压,使其更加坚实、平整,以便后续垫层施工。
五)垫层施工进行垫层施工,铺设垫层材料,使其厚度符合设计要求,起到分散荷载、缓冲震动的作用。
六)基础放线进行基础放线,根据设计要求在垫层上进行放线,确定筏板基础的位置和尺寸。
七)筏板基础施工进行筏板基础施工,按照设计要求进行混凝土浇筑、振捣、养护等工作,确保基础的质量和稳定性。
1、钢筋工程进行钢筋工程,按照设计要求进行钢筋的加工、安装、绑扎等工作,保证筏板基础的受力性能。
2、模板工程进行模板工程,按照设计要求进行模板的搭设、调整、拆除等工作,确保混凝土浇筑的质量和形状。
3、混凝土工程进行混凝土工程,按照设计要求进行混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣等工作,确保基础的强度和抗渗性能。
八)基础砼养护进行基础砼养护,按照设计要求进行基础砼的养护,保证其强度和稳定性。
九)注意事项施工过程中要注意安全、环保、文明施工等方面的问题,确保施工过程安全、顺利、高效。
四、基础砼测温案一)温度计算进行基础砼测温,按照设计要求进行温度计算,确定测温点的位置和数量,保证测温数据的准确性。
二)保温措施进行保温措施,按照设计要求进行保温材料的铺设、固定等工作,保证测温数据的准确性和可靠性。
基础构造识图4-筏板基础、箱型基础、桩基础
筏板基础平面整体表示方法简介
基础主梁与基础次梁的平面注写
➢原位标注
注写梁端区域的底部全部纵筋。 注写基础梁的附加箍筋或吊筋。 当基础梁外伸部位变截面高度时,在该部位原位注写
凸b×h 1/h2。
注写修正内容。
梁板式筏形基础平板的平面注写
➢集中标注
注写基础平板的编号 注写基础平板的截面尺寸
12
筏板基础平面整体表示方法简介
2
箱形基础构造
❖
16
有筏、墙和顶板形成箱,整体性更好
内
墙
外
墙
底板
17
箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、纵 横外墙与内墙构成的箱形整体钢筋混凝土结 构
➢特点:刚度很大,整体性能好,可有效地扩散 上部结构传下来荷载,调整地基的不均匀沉降, 抗震效果好。
箱基构造
➢箱形基础的平面尺寸 ➢箱形基础的高度 ➢箱形基础的顶板、底板及墙体的厚度
片筏基础分梁板式和平板式两种类型
片筏基础
4
上部结构 基础
平板式
梁板式
5
梁板式筏形基础平法施工图一般规定:P45 绘制平面布置图时,柱、墙或钢结构,砌体结构都一起 绘制; 梁板式筏型基础平法施工图分解为基础梁和基础底板分 别进行表达;
笔记
6
笔记
筏板基础平面整体表示方法简介
梁板式筏形基础构件的类型与编号 P46
筏板基础及其他基础
筏板基础、箱型基础、桩基础
1
筏板基础
❖
2
当上部结构荷载较大且地基土较软,采用十字交 叉基础仍不能满足地基承载力要求,或十字交叉基 础的底宽较大,则可采用片筏基础
某筏基础施工现场
3
片筏基础在地基反力的作用下,相当于一 个倒置的钢筋混凝土楼盖,扩大了基底的面 积,提高了基础的整体性,能有效地调整地 基的不均匀沉降。
浅谈筏板基础设计的方法及注意事项
浅谈筏板基础设计的方法及注意事项摘要:建筑物地基土的类别和地基土层的分布情况决定了建筑物所采用哪一种类型的基础形式。
而筏板基础能很好的将地基承载力充分的发挥的同时,又能使沉降不均匀得到良好的调整,因此筏板基础被广泛应用于诸多的结构类型中。
本文就筏板基础设计的方法及筏板基础设计中的相关注意事项进行了一些浅析。
关键字:筏形基础;筏形基础设计;筏板;基础随着我们国家经济水平的不断提高,近些年来,国家的建筑行业也蓬勃发展起来。
建筑设计的推陈出新和建筑使用性能的不断扩大,无论是从建筑的数量上还是质量上都对建筑行业提出了新的要求。
筏板基础也理所当然的成为人们关注的对象,越来越多的被人们所认识和研究。
筏板基础从传统的应用于大型高层的建筑开始,到现今在一些纷繁复杂的小型建筑中也得到重视,其地位和分量也不断增加,所以,我们非常有必要对筏板基础设计的方法进行探讨。
一、筏板基础由于建筑物的地基土的类别和地基土层的分布情况决定了建筑物所采用哪一种类型的基础形式。
而筏板基础不仅充分发挥了地基的承载力,也使沉降不均匀得到良好的校正,这也是筏板基础能够广泛应用于诸多结构类型之中的原因。
筏板基础刚度大,整体性好,根据上部结构形式划分,筏板基础的构造形式主要可分为两种:平板式筏板基础和肋梁式筏板基础。
在柱网相对较大的大型商业建筑施工中,往往建筑的上部所要承受的荷载最大,所以我们通常会选择肋梁式筏板基础。
而平板式筏板基础则被广泛的应用在小型公共建筑或者是低层住宅建筑。
而近些年来,平板式筏板基础因其施工简单的特点,在高层建筑中也得到广泛的应用。
高层建筑的地下室通常被拿来建造地下的车库,因为此,这样的建筑是不被允许过多的设置内墙的,从而对箱型基础,限制了其使用。
而筏板基础因其能满足停车库对空间的使用要求,而成为较理想的基础型式。
二、筏板基础埋深及承载力的确定在城市区域,基础筏板的预埋深度取决于所需建造的建筑物地下室的层数多少和每层的高度。
管桩加筏板基础专项方案
一、工程概况本项目位于某城市中心区域,占地面积约10000平方米,总建筑面积约20000平方米。
建筑层数为地上12层,地下1层。
根据地质勘察报告,地基承载力较弱,不均匀沉降风险较大。
因此,为确保建筑物的稳定性和安全性,本项目采用管桩加筏板基础。
二、设计方案1. 管桩基础设计(1)桩型选择:采用PHC预应力管桩,桩径为600mm,桩长根据地质情况确定。
(2)桩距:根据地质条件和荷载要求,桩距控制在1.5米至2.0米之间。
(3)桩基布置:采用梅花形布置,确保桩基均匀受力。
(4)桩基承载力:根据荷载要求,单桩承载力不小于300kN。
2. 筏板基础设计(1)筏板厚度:根据荷载要求和地基承载力,筏板厚度不小于800mm。
(2)筏板配筋:根据荷载要求和混凝土强度,筏板配筋采用HRB400钢筋,配筋率不小于0.3%。
(3)筏板与桩基连接:采用焊接或机械连接,确保连接牢固。
三、施工方案1. 施工准备(1)施工人员:组织具备相关资质的施工队伍,对施工人员进行技术培训和安全教育。
(2)施工材料:准备足够的PHC管桩、钢筋、混凝土等材料。
(3)施工设备:准备挖掘机、桩基施工设备、混凝土搅拌车、泵车等施工设备。
2. 施工步骤(1)桩基施工:按照设计要求进行桩基施工,确保桩基垂直度、桩顶标高和桩距符合要求。
(2)筏板施工:在桩基施工完成后,进行筏板施工。
首先进行筏板基础模板安装,然后绑扎钢筋,浇筑混凝土,并进行养护。
(3)桩基与筏板连接:在筏板混凝土达到设计强度后,进行桩基与筏板的连接,确保连接牢固。
3. 施工质量控制(1)桩基施工:严格控制桩基垂直度、桩顶标高和桩距,确保桩基质量。
(2)筏板施工:严格控制筏板厚度、配筋和混凝土强度,确保筏板质量。
(3)桩基与筏板连接:确保连接牢固,防止因连接不良导致基础不均匀沉降。
四、安全措施1. 施工人员必须佩戴安全帽、安全带等个人防护用品。
2. 施工现场设置安全警示标志,防止人员误入危险区域。
筏板基础设计规范
筏板基础设计规范篇一:筏板基础强制性规范一、基础分部工程(一)基础分部工程1、施工前对水泥、砂子、钢材、轻体砖等原材料进行了检查,其品种、规格、标号、型号等均符合要求,并按规范规定对原材料进行了复试,试验结果全部合格,基础砼使用商品混凝土,由九天建化集团混凝土搅拌站提供配比单,砌筑砂浆由赤峰市检测中心出据配合比通知单。
2、本工程基础为独立柱基加构造底板基础,其基坑开挖尺寸符合设计及施工规范要求。
3、基础钢筋绑扎成型质量符合规范要求。
4、施工中对钢筋绑扎、砼浇筑等进行全过程检查,砼振捣养护、拆模等符合规范规定,并按规范规定在监理见证下留置标养试块及同条件试块检查砼强度,试验结果合格。
试验结果均达到设计要求,按照验评标准进行评定,评定结果合格。
5、砌体工程施工中,轻体砖砌筑、拉结筋设置、施工配合比计量均按施工操作规程施工,并按规范规定在监理见证下留置砂浆标养试块,试验结果合格。
试验结果均达到设计要求,按照验评标准进行评定,评定结果合格。
二、主体分部工程1、钢筋种类、型号、数量符合设计要求,钢筋加工的形状、尺寸符合设计及规范要求,钢筋焊接接头位置、外观质量、数量、受力钢筋的位置、数量、绑扎搭接长度、位置、保护层厚度符合规范要求。
2、模板及其支架具有足够的刚度、强度及稳定性,在浇筑砼之前,对模板工程进行了验收,能够满足规范要求,模板及其支架拆除的顺序及安全措施均按施工技术方案执行,底模拆除时,按砼同条件养护试件强度试验报告判定砼强度是否符合要求后才进行拆除。
3、砌体工程所用材料均有产品的合格证书及产品性能检测报告,并按规定进行了复试;试验结果合格。
砂浆由赤峰市检测中心出据配合比报告。
施工过程中,轻体砖提前浇水湿润,组砌方法正确,灰缝厚度及砂浆饱满度均符合规范规定。
墙体拉结筋的数量、留置长度等符合规范规定,砌体的位置及垂直度均在允许偏差范围内,砂浆试块留置数量符合规范规定,试验结果合格。
4、砼采用商品砼。
桩承台上部钢筋深入筏板基础
桩承台上部钢筋深入筏板基础桩承台是一种常见的基础结构,用于承受桩柱和上部结构的荷载,并将荷载传递到地基中。
在桩承台的设计和施工过程中,钢筋的布置和深入筏板基础是非常重要的一步。
下面将详细介绍桩承台上部钢筋深入筏板基础的相关内容。
一、桩承台上部钢筋深入筏板基础的作用1. 加固桩顶与筏板之间的连接:在桩承台上部,为了增加桩顶与筏板之间的连接强度,需要将钢筋深入到筏板基础中。
这样可以有效地提高整个结构的稳定性和抗震能力。
2. 增加桩柱与上部结构之间的传力:通过将钢筋深入到筏板基础中,可以增加桩柱与上部结构之间的传力面积,提高整个结构的承载能力和耐久性。
3. 提高整体结构的刚度:在桩承台上部,通过将钢筋深入到筏板基础中,可以增加整体结构的刚度和稳定性。
这对于减小结构变形、提高结构的抗震性能非常重要。
二、桩承台上部钢筋深入筏板基础的设计原则1. 根据设计要求确定钢筋的直径和间距:根据工程设计要求,确定桩承台上部钢筋的直径和间距。
一般来说,直径较大的钢筋可以提供更好的抗弯强度和承载能力,而间距较小的钢筋可以增加整个结构的刚度和稳定性。
2. 考虑桩柱与上部结构之间的传力问题:在桩承台上部,需要将钢筋深入到筏板基础中,并与桩柱进行连接。
在设计过程中需要考虑桩柱与上部结构之间传力的问题,并合理确定钢筋的布置方式。
3. 考虑土壤条件和地基情况:在桩承台上部钢筋深入筏板基础时,需要考虑土壤条件和地基情况。
根据不同土壤类型和地基情况,确定合适的深入长度和布置方式,以确保整个结构的稳定性和安全性。
三、桩承台上部钢筋深入筏板基础施工步骤1. 准备工作:在施工前,需要对桩承台上部的钢筋进行检查和清理,确保其符合设计要求。
同时,准备好所需的施工材料和设备。
2. 钢筋布置:根据设计要求,在桩承台上部进行钢筋布置。
根据钢筋直径和间距确定合适的布置方式,并使用钢筋连接件将钢筋与桩柱连接起来。
3. 钢筋深入:在钢筋布置完成后,需要将钢筋深入到筏板基础中。
特种基础:桩筏基础
桩筏基础的应用案例
05
案例一:高层建筑桩筏基础的应用
高层建筑由于其高度和重量的特点,对基础承载力和稳定 性要求极高。桩筏基础能够提供足够的承载力和沉降控制, 因此被广泛应用于高层建筑中。
在高层建筑的桩筏基础设计中,需要考虑建筑物的重量分 布、地质条件和环境因素,以确保基础的稳定性和安全性。
桩筏基础通常采用预制桩或灌注桩,通过桩与土体的相互 作用,将建筑物的重量传递到下层土体中,从而保证高层 建筑的稳定性和安全性。
案例三:特殊地质条件下桩筏基础的应用
01
在特殊地质条件下,如软土、沼泽、河滩等,桩筏基础的应用具有显著的优势 。这些地区的地质条件较差,常规的基础形式难以满足要求,而桩筏基础能够 有效地解决这些问题。
02
在特殊地质条件下,桩筏基础的设计需要考虑地质勘察、土体性质和环境因素 ,以确保基础的稳定性和安全性。
通过一块较大的混凝土板将建筑 物荷载均匀传递到下层土体中, 改善了土体压力分布,减小了沉
降和不均匀沉降。
共同作用
桩筏基础通过桩基和筏基的共同 作用,提高了基础的承载能力和 稳定性,减小了沉降和不均匀沉 降,提高了建筑物的安全性和稳
定性。
桩筏基础的优点与局限性
1. 高承载能力
结合了桩基和筏基的特点,具有较高的承载能力和稳定性。
优化施工方案
根据工程实际情况,制定合理的施工方案,包括施工顺序、 机械选择、材料运输等。通过优化施工方案,可以提高施 工效率,缩短工期。
引入先进技术
采用先进的施工技术和设备,如自动化监测、信息化施工 等,以提高施工质量和效率。同时,加强技术培训和技术 交流,提高施工人员的技能水平。
严格质量控制
建立完善的质量管理体系,对桩筏基础的施工过程进行全 面监控。加强质量检测和验收工作,确保每个施工环节的 质量符合要求。
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。
一层上部结构荷载作用点标高:即承台或基础顶标高,先进行估算,计算完成后进行修改。
该参数主要是用于求出基底剪力对基础底面产生的附加弯矩作用。
在填写该参数时,应输入PMCAD中确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。
筏板基础设计计算及相关问题
筏板基础设计计算及相关问题1、筏板基础埋深及承载力的确定天然筏板基础属于补偿性基础,因此地基的确定有两种方法. 一是地基承载力设计值的直接确定法. 它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值,并采用原位试验(如标惯试验、压板试验等)与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩土的特性. 二是按照补偿性基础分析地基承载力. 例如:某栋地上28 层、地下2 层(底板埋深10m )的高层建筑,由于将原地面下10m 厚的原土挖去建造地下室,则卸土土压力达180kpa,约相当于11 层楼的荷载重量;如果地下水位为地面下2m ,则水的浮托力为80kpa,约相当于5 层楼的荷载重量,因此实际需要的地基承载力为14 层楼的荷载. 即当地基承载力标准值f ≥ 250kpa 时就能满足设计要求,如果筏基底板适当向外挑出,则有更大的可靠度.2、天然筏板基础的变形计算地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面,尤其对于高层或超高层建筑,变形往往起着决定性的控制作用. 目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难,计算结果误差较大,往往使工程设计人员难以把握,有时由于计算沉降量偏大,导致原来可以采用天然地基的高层建筑,不适当地采用了桩基础,使基础设计过于保守,造价变状态不相一致;(1)公式中S = 7S6 z iAi- z i- 1Ai- 1ES i[ 2 ]采用的计算参数系室内有侧限固结试验测得的压缩模量ESi ,试验条件与基础底面压缩层不同深度处的实际侧限条件不同;提高,造成浪费.采用各向同性均质线性变形体计算模型,用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同,这是受多种因素的影响造成的.(2)利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关,而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整.采用箱型基础或筏板基础的高层建筑物,由于其荷载大、基础宽,因而压缩层深度大,与一般多层建筑物不同,地基不是均一持力层. 因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数7S. 通过实际沉降观测与计算沉降量的比较,适应高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数,主要与压力和地层条件相关,尤其与附加压力和主要压缩层中(0. 5 倍基础宽度的深度以内)砂、卵石所占的百分比密切相关. 由于该系数7S 仅用于对附加压力产生的地基固结沉降变形部分进行调整,所以《建筑地基基础设计规范》规定可根据地区沉降观测资料及经验确定.计算高层建筑的地基变形时,由于基坑开挖较深,卸土较厚往往引起地基的回弹变形而使地基微量隆起. 在实际施工中回弹再压缩模量较难测定和计算,从经验上回弹量约为公式计算变形量10%~30% ,因此高层建筑的实际沉降观测结果将是上述计算值的1. 1~1. 3 倍左右. 应该指出高层建筑基础由于埋置太深,地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地位,有些高层建筑若设置3~ 4 层(甚至更多层)地下室时,总荷载有可能等于或小于卸土荷载重量,这样的高层建筑地基沉降变形将仅由地基回弹再压缩变形决定. 由此看来,对于高层建筑在计算地基沉降变形中,地基回弹再压缩变形不但不應忽略,而应予以重视和考虑.高层建筑箱型基础与筏板基础的计算与一般中小型建筑的基础有所不同,如前所述,高层建筑除具有基础面积大、埋置深,尚有地基回弹等影响. 有时将基础做成补偿基础,在这种情况下,将附加压力视为很小或等于零,这与实际不符. 由于基坑面积大,基坑开挖造成坑底回弹,建筑物荷重增加到一定程度时,基础仍然有沉降变形,即回弹再压缩变形. 为了使沉降计算与实际变形接近,采用总荷载作为地基沉降计算压力比用附加压力P 0 计算更趋合理,且对大基础是适宜的. 这一方面近似考虑了深埋基础(或补偿基础)计算中的复杂问题,另一方面也解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问题. 因此《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》除规定采用室内压缩模量ES 计算沉降量外,又规定了按压缩模量E 0 (采用野外载荷试验资料算得压缩模量E 0,基本上解决了试验土样扰动的问题,土中应力状态在载荷板下与实际情况比较接近)计算沉降量的方法. 设计人员可以根据工程的具体情况选择其中一种方法进行沉降计算.按平面布置规则,立面沿高度大体一致的单幢建筑物,当基底压缩土层范围内沿竖向和水平方向土层较均匀时,基础的纵向挠曲曲线的形状呈盆状形,即“∪”状. 在研究建筑物荷载的水平分布规律时:对于筏板基础,可将筏板划分为许多小单元,如果不考虑各小单元之间的相互影响,单位面积承受的荷载重量(基底应力曲线)与基础的纵向挠曲曲线的形状相吻合,即也呈“∪”状. 这说明建筑物四周各点沉降量受到其它各点荷载的影响较小,中部各点沉降量受到其它各点荷载的影响较大;若将基础设计成整片筏板基础,势必造成在相同的地基承载力下,中部沉降量大,而四周沉降量较小,基底土变形不相协调.试验表明3、筏板基础的结构设计筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和肋梁式筏基,包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁. 一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面,如果地基不均匀或有使用要求时,可将肋梁置于板下,框架柱位于肋梁交点处. 在具体筏基设计时应着重考虑如下问题:(1)应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合,从而确定底板的形状和尺寸.当需要将底板设计成悬挑板时,要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响;(2)底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定. 柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗梁加配箍筋)来提高抗冲切强度以减少板厚,也可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价. 决定板厚的关键因素是冲切,应对筏基进行详细的冲切验算;4、裙房基础的设计由于裙房的单柱荷载与高层主楼相比要小的多,因此无需采用厚筏基础,采用薄板配柱下独立扩展基础即可. 这里需要强调的是,裙楼独立柱基的沉降与主楼筏板基础的沉降要相协调,即控制沉降差在允许值范围内. 应根据公式计算主楼沉降量S ,再按各柱的荷载N 值和S值反算出各独立柱基础的面积A (尚应验选地基承载力).5、结束语高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分,直接关系到工程造价、施工难度和工期,因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点,通过综合技术经济比较确定.高层建筑的基础选型应因地制宜,除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外,整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求,选用桩基或筏基都不是绝对的,而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准。
CFG桩复合地基与筏板基础的工程设计
CFG桩复合地基与筏板基础的工程设计摘要:在我国,由于早期的建筑物通常为多层建筑,高层建筑少之又少,所以普遍采用天然地基上的浅基础。
进入二十一世纪以来,随着高层建筑的大量兴建,桩基础已成为广泛应用的一种基础形式。
这主要是因为桩基础设计简便,工艺成熟利于应用。
另一方面,由于高层建筑竖向荷载比多层建筑要大很多,在风荷载和地震荷载作用下的倾覆力矩也因为建筑高度的增加而成倍增加。
这就要求基础和地基在协同工作时能提供较高的水平和竖向承载力,并将沉降和倾斜控制在规范的限值之内。
桩基础就是众多基础形式中最理想的基础形式。
关键词:CFG桩复合地基;地基处理;沉降引言对高层建筑而言,应用的较多的是桩筏基础和经人工处理的复合地基。
在商业建筑中,工程造价是基础方案确定的一个重要因素,总的来说桩筏基础造价要比筏板基础造价增加10%~20%,经人工处理的复合地基造价要比未经处理的天然地基造价增加5%~15%,而地基处理方面应用最多的就是CFG桩复合地基。
由于CFG桩复合地基比桩基础更有价格优势,所以CFG人工复合地基受到越来越多地产开发商的青睐,CFG桩复合地基的研究具有非常重要的意义。
1.上部结构-基础-CFG复合地基的作用机理CFG桩复合地基是当前工程中应用相对广泛的一种人工地基,它具有工艺成熟、成本低等优点。
CFG桩复合地基和筏板基础的设计与桩筏基础和天然地基有很多不同之处。
在设计上除了需要考虑上部结构-筏板基础-CFG复合地基的相互作用之外,还要考虑CFG桩复合地基的桩土共同工作机理。
在设计过程中上部结构-筏板基础-地基是一个有机整体,彼此之间既传递荷载又互相约束。
上部结构通过竖向构件将荷载传递给筏板,筏板又传递给地基。
除此之外,筏板还与上部结构共同工作,利用筏板自身的刚度调节不均匀沉降。
所以在《建筑地基基础设计规范》8.4.22条中规定了筏板的整体挠度值不宜大于0.05%,主楼筏板边与相邻地下车库柱的沉降差不应大于主楼墙边与相邻柱距离的0.1%。
广厦基础设计桩筏和筏板基础设计
第5章桩筏和筏板基础设计1快速入门广厦建筑结构CAD安装后,在Exam子目录下有一个工程实例:基础.prj;工程师在用录入系统生成基础CAD 数据并用SSW计算后,可参考如下输入要点,快速掌握桩筏和筏板基础的设计方法;实例见:Exam\基础.prj,平面如下:进入“广厦基础CAD”;选择“读取墙柱底力”菜单,弹出对话框选择读取SSW计算的上部结构墙柱底内力;选择“总体信息桩筏和筏板基础总体信息”菜单,弹出如下对话框输入地基承载力特征值200kN/m2;1.1平板式筏基设计点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─角点定边”,弹出如下对话框输入边界挑出长度1000mm;确认后,光标点选点①、②、③和④,回车结束选择角点;绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─划分单元”,弹出如下对话框:确认后,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算筏板”,光标点选所要计算的筏板;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算简图”,光标选择“板节点正最大挠度线”,显示最大挠度等值线;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─文本结果”,显示剪力墙下的地梁计算结果和柱对筏板的冲切验算结果,同时输出桩筏和筏板基础总体信息;剪力墙下没有地梁时CAD自动布置地梁,在计算时剪力墙底各工况轴力作为梁荷载参与计算,各工况弯矩作为梁两端节点弯矩参与计算,工程师可增加梁高以考虑剪力墙刚度对筏板的影响;柱对筏板的冲切验算不满足时,可局部加柱帽或加大板厚;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─贯通板筋”,光标点选点①和②确定贯通板面筋和底筋的两端点,输入面筋D14200和底筋D12150,再点选点③和④确定标注起点和终点,最后点选点⑤指定文字标注的位置,输入标注值,回车即可,绘图板上出现:同理布置垂直方向的贯通板筋,绘图板上出现:1.2梁式筏基础设计点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─角点定边”,弹出如下对话框输入边界挑出长度1000mm;确认后,光标点选点①、②、③和④,回车结束选择角点;绘图板上出现:点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─轴线地梁”,弹出如下对话框,选择筏板肋梁选项,输入梁肋宽200mm;确认后,光标窗选整个平面,梁板的布置没有先后次序;绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─划分单元”,弹出如下对话框:确认后,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算筏板”,光标点选所要计算的筏板;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算简图”,弹出对话框,光标选择“板节点正最大挠度线”,显示最大挠度等值线;光标选择“梁配筋”,第一行显示梁的左中右截面的面筋cm2,第二行显示左中右截面的底筋cm2和端部箍筋cm2/0.1m;点按对话框中“清除显示”按钮,光标选择“板冲切和剪切比”,当数值小于1显示红色,不满足要求;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─文本结果”,显示地梁计算结果和底板受冲切验算结果,同时输出桩筏和筏板基础总体信息;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─贯通板筋”,光标点选点①和②确定贯通板面筋和底筋的两端点,输入面筋D14200和底筋D12150,再点选点③和④确定标注起点和终点,最后点选点⑤指定文字标注的位置,输入标注值,回车即可,绘图板上出现:同理布置垂直方向的贯通板筋,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─一点底筋”,光标点选点①,点按“基础设计─弹性地基梁施工图绘制─生成梁图”,弹出对话框确认后自动生成梁的平法施工图;绘图板上出现:1.3桩筏基础设计点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─角点定边”,弹出如下对话框输入边界挑出长度1000mm;确认后,光标点选点①、②、③和④,回车结束选择角点,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─参数布桩”,弹出如下对话框:确认后,光标点选点①,布置多根桩,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─划分单元”,弹出如下对话框:确认后,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算筏板”,光标点选所要计算的筏板;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算简图”,光标选择“板节点正最大挠度线”,显示最大挠度等值线;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─文本结果”,显示剪力墙下的地梁计算结果和桩柱对筏板的冲切验算结果,同时输出桩筏和筏板基础总体信息;剪力墙下没有地梁时CAD自动布置地梁,在计算时剪力墙底各工况轴力作为梁荷载参与计算,各工况弯矩作为梁两端节点弯矩参与计算,工程师可增加梁高以考虑剪力墙刚度对筏板的影响;柱对筏板的冲切验算不满足时,可局部加柱帽或加大板厚;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─贯通板筋”,光标点选点①和②确定贯通板面筋和底筋的两端点,输入面筋D14200和底筋D12150,再点选点③和④确定标注起点和终点,最后点选点⑤指定文字标注的位置,输入标注值,回车即可,绘图板上出现:同理布置垂直方向的贯通板筋,绘图板上出现:1.4梁桩筏基础设计点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─角点定边”,弹出如下对话框输入边界挑出长度1000mm;确认后,光标点选点①、②、③和④,回车结束选择角点;绘图板上出现:点按“基础设计─弹性地基梁布置和计算─轴线地梁”,弹出如下对话框,选择筏板肋梁选项,输入梁肋宽200mm;确认后,光标窗选整个平面,梁板的布置没有先后次序;绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─参数布桩”,弹出如下对话框:确认后,光标点选点①,布置多根桩,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─划分单元”,弹出如下对话框:确认后,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算筏板”,光标点选所要计算的筏板;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─计算简图”,弹出对话框,光标选择“板节点正最大挠度线”,显示最大挠度等值线;光标选择“梁配筋”,第一行显示梁的左中右截面的面筋cm2,第二行显示左中右截面的底筋cm2和端部箍筋cm2/0.1m;点按对话框中“清除显示”按钮,光标选择“板冲切和剪切比”,若数值小于1显示红色,不满足要求;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─文本结果”,显示地梁计算结果和底板受冲切验算结果,同时输出桩筏和筏板基础总体信息;点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─贯通板筋”,光标点选点①和②确定贯通板面筋和底筋的两端点,输入面筋D14200和底筋D12150,再点选点③和④确定标注起点和终点,最后点选点⑤指定文字标注的位置,输入标注值,回车即可,绘图板上出现:同理布置垂直方向的贯通板筋,绘图板上出现:点按“基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─一点底筋”,光标点选点①,点按“基础设计─弹性地基梁施工图绘制─生成梁图”,弹出对话框确认后自动生成梁的平法施工图;绘图板上出现:2详细功能2.1桩筏和筏板基础总体信息1)地基承载力特征值输入修正前的承载力,可进行宽度和深度的修正;若输入修正后的承载力,则宽度和深度的修正系数值填为零;2)承载力修正用的基底埋深基础埋置深度mm,一般自室外地面标高算起;在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起;对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起;3)地基土抗震承载力调整系数采用地震作用效应标准组合时,地基土抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基土抗震承载力用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度;5)基底以上土的加权平均重度用于承载力修正公式,地下水位以下取浮重度;a.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;b.地基承载力特征值按基础规范附录D深层平板载荷试验确定时ηd取0;7)基础上土的重度用于计算土的自重;8)基础上土的厚度用于计算土的自重;9)0为柔性板,板按弹性变形计算;1为刚性板,板按刚板变形计算,满足平面外无限刚要求;梁筏基础必须设为柔性板,否则计算不出梁内力;11)桩顶和板的连接12)梁混凝土强度等级C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算;13)梁纵筋强度级别2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2;14)梁箍筋强度级别1为I级钢,强度设计值为210N/mm2,2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2;15)梁钢筋保护层厚度基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm;16)板混凝土强度等级C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算;17)板钢筋强度级别2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2;18)板钢筋保护层厚度基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时不应小于70mm;19)桩混凝土强度等级C15到C80,可采用非标准混凝土,如C18,强度自动按插值计算;预制桩不应低于C30,灌注桩不应低于C20;予应力桩不应低于C40;20)桩钢筋强度级别2为II级钢,强度设计值为300N/mm2,3为III级钢,强度设计值为360N/mm2;21)桩钢筋保护层厚度2.2确定筏板边界菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─角点定边功能:根据所选角点和每边的挑出长度确定边界线命令:Bound1)各边挑出长度相同点按按钮,弹出如下对话框输入边界挑出长度指定边界第1角点或P边界挑出长度<退出>:点选边界第1角点指定边界第2角点<取消>:点选边界第2角点指定边界第3角点或P下一边界挑出长度<结束>:点选边界第3角点指定边界第4角点或P下一边界挑出长度<结束>:点选边界第4角点指定边界第5角点或P下一边界挑出长度<结束>:回车,结束,形成4边筏板2)各边挑出长度不同点按按钮,弹出如下对话框输入第1边挑出长度指定边界第1角点或P边界挑出长度<退出>:点选边界第1角点指定边界第2角点<取消>:点选边界第2角点指定边界第3角点或P下一边界挑出长度<结束>:输入P,弹出如下对话框输入第2边挑出长度指定边界第3角点或P下一边界挑出长度<结束>:点选边界第3角点指定边界第4角点或P下一边界挑出长度<结束>:点选边界第4角点指定边界第5角点或P下一边界挑出长度<结束>:回车,结束,形成4边形筏板2.3移动筏板和洞口边界线菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─移动边线功能:根据移动距离,调整筏板和洞口边界线命令:MoveBound移动距离mm正值往外,负值往内<500>: 输入移动距离选择要移动的边界线或P移动距离<退出:单选、窗选和交选要移动的筏板和洞口边界线移动距离为正值时筏板或洞口增大,负值时筏板或洞口缩小;2.4板上开洞菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─板上开洞功能:选择角点,输入多边形洞口命令:Hole指定板洞口第1角点<退出>: 点选第1角点指定板洞口第2角点<取消>: 点选第2角点指定板洞口第3角点<结束>: 点选第3角点指定板洞口第4角点<结束>: 点选第4角点指定板洞口第5角点<结束>: 回车,结束,形成4边形洞口2.5划分有限元网格菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─划分单元功能:指定筏板,划分有限元网格命令:Cell点取此命令,弹出划分单元参数对话框;1)最大间距单元的最大边长;2)最小间距只用于矩形剖分,参数约束4边形单元的最小边长,所以程序不会划分出边长小于最小间距的单元;因此,柱中心点、桩中心点或者梁端点可能没有与之对应的节点,这时,柱中心点、桩中心点或者梁端点用最近的节点代替,并且在有限元计算时没有考虑这种情况的偏心;另外,梁两个端点可能对应同一个节点,程序在有限元计算的时候会出错,所以最小间距不能太小;3)与水平夹角只用于矩形剖分,为划分后的4边形单元与X轴的夹角;4)筏板厚度剖分后单元的缺省厚度;5)剖分方式有两种方式选择,当一种自动剖分方法剖出的单元不理想时,可采用另一种剖分方法;确定后命令行提示:选择要划分单元的筏板或承台<退出>:选择要划分单元的筏板或承台2.6计算筏基菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─计算筏基功能:运行有限元计算模块命令:CompSlab选择要计算的筏板或承台<退出>:单选、窗选和交选筏板或承台2.7删除基础菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─删除基础功能:删除筏板、扩展基础和桩基础基础,并自动删除扩展基础表和桩剖面大样表中内容命令:DelFound选择要删除的承台<退出>: 单选,窗选或交选承台,自动删除所选基础选择要删除的承台<退出>: 回车,退出也可采用删除图元的Erase命令来删除;2.8内筒冲切和剪切菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─内筒冲剪功能:选择角点,计算和输出多边形内筒的冲切和剪切命令:PolyPunchShear指定内筒第1角点<退出>: 点选第1角点指定内筒第2角点<取消>: 点选第2角点指定内筒第3角点<结束>: 点选第3角点指定内筒第4角点<结束>: 点选第4角点指定内筒第5角点<结束>: 回车,结束,计算和输出多边形内筒的冲切和剪切2.9修改板单元厚度菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─修改板厚功能:修改板单元厚度命令:ModSlabT板厚mm<400>:输入厚度选择要修改板厚的单元或P板厚<退出>:单选、窗选和交选板单元2.10修改墙柱底内力菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─改柱底力功能:修改被选中的墙柱在单工况下内力,并自动修改相关的基本组合、标准组合和准永久组合内力命令:ModColForc单选要修改内力的墙柱<退出>: 单选墙肢或柱,弹出如下对话框修改墙柱单工况内力和选择工况柱弯矩和剪力正向根据柱的局部坐标方向确定,墙肢弯矩和剪力正向根据墙肢的局部坐标方向确定,墙内点I到J为局部坐标的Y方向,选“录入柱号”时可显示墙内点号;修改后自动重新进行本墙柱的内力组合;2.11布置面荷载菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─面荷载功能:布置多边形面荷载命令:PolygonLoad弹出如下对话框修改荷载值和选择工况;指定面荷第1角点或P面荷值<退出>: 点选第1角点指定面荷第2角点或P面荷值<取消>: 点选第2角点指定面荷第3角点或P面荷值<结束>: 点选第3角点指定面荷第4角点或P面荷值<结束>: 点选第4角点指定面荷第5角点或P面荷值<结束>: 回车,结束,形成4边形面荷值在计算时,板单元只要有1个角点在面荷载围成的区域内,面荷值就被赋给板单元;2.12布置集中力菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─集中力功能:布置集中力命令:ConForce弹出如下对话框修改荷载值和选择工况;指定集中力位置或P集中力值<退出>:点选集中力位置在计算时,集中力就近赋给节点;2.13布置集中弯矩菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─集中弯矩功能:布置集中弯矩命令:ConMoment弹出如下对话框修改荷载值和选择工况;指定集中弯矩位置或P集中弯矩值<退出>:点选集中弯矩位置在计算时,集中弯矩就近赋给节点;2.14删除荷载菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─删除荷载功能:删除布置的荷载命令:DelLoad选择要删除的荷载<退出>:单选、窗选或交选荷载2.15布置矩阵排列的桩菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─参数布桩功能:按指定的参数在边界线内布置群桩命令:ParPile弹出布桩参数对话框,设置与水平夹角、X向间距和Y向间距;确定后命令行提示:指定布桩定位点或P布桩参数<退出>:P 输入P,弹出对话框输入桩参数指定布桩定位点或P布桩参数<退出>:用光标选择定位点,程序自动按指定参数布置群桩2.16在一条直线上布桩菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─两点布桩功能:按指定的参数在一条直线上布桩命令:TwoPile点取此命令,弹出布桩参数对话框,设置布桩数量和桩本身的参数;确定后命令行提示:指定布桩数量<1>:3 输入3根桩指定布桩起点或P布桩参数<退出>:用光标选择布桩起点指定布桩终点<取消>:用光标选择布桩终点,程序自动按指定数量等分布桩布桩位置不包括起点和终点;2.17选择一点布桩菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─一点布桩功能:在指定点上布桩命令:OnePile指定布桩点或P改桩参数<退出>:用光标选择布桩点,程序自动按当前桩参数在指定点布桩2.18删桩菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─删桩功能:删除指定的桩命令:DelPile选择要删除的桩<退出>:单选、窗选和交选桩,删除选中的桩2.19修改桩径、桩长和单桩承载力特征值菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置及计算─改桩参数功能:更改指定桩的参数桩径、桩身长度和单桩承载力特征值命令:ModPilePar弹出布桩参数对话框,设置桩本身的参数;确定后命令行提示:选择要更改参数的桩<退出>:单选、窗选和交选桩,选中的更改为当前参数框内的参数2.20显墙柱底内力菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─显柱底力功能:弹出对话框显示墙柱在内力组合前后和计算基础的内力命令:ShowColForce选择“清除显示”按钮取消当前显示墙内力,只有在墙柱下布置扩展基础或桩基础后才能显示控制基础的基本组合和标准组合墙柱内力,否则内力显示为零,其它基础此选项无意义;基本组合和标准组合墙柱内力包含地震时,轴力后有“震”字;2.21显示计算简图菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─显示简图功能:弹出对话框显示桩筏和筏板计算简图命令:ShowSimple显梁编号:此编号对应文本结果中的梁编号,B12为12号梁,可点按屏幕左边工具栏中“寻找构件”按钮,根据编号定位梁的位置;显梁荷载:恒荷载值kN/m为梁上填充墙自重,是标准值,梁本身的自重由CAD自动计算;显梁尺寸:单位为cm,50100为500mmX1000mm矩形梁截面尺寸,5010020040为形或T形梁截面尺寸,梁肋宽500mm,梁高1000mm,翼缘宽2000mm,翼缘根部高400mm;显梁配筋:2-15-39-0-11/3.1第一行2-15-3显示梁的左中右截面的面筋cm2,第二行9-0-11显示左中右截面的底筋cm2,第二行3.1显示端部箍筋cm2/0.1m;显梁内力:35/-75/3089/-40/7028/T10/25第一行和第二行为弯矩包络图,第一行35/-75/30显示梁左中右截面最小弯矩kN.m,第二行89/-40/70显示梁左中右截面最大弯矩kN.m,第三行28显示梁左端剪力,25为右端剪力kN,T后的10为最大扭矩kN.m;板节点正最大挠度:为标准组合内力作用下的最大向下位移,求最大位移时,地震作用组合下的位移除以地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的位移比较,显示的位移已除过了地基抗震承载力调整系数,显示红色表示反力超过修正后的承载力;板节点负最大挠度:为标准组合内力作用下的最大向上位移,求最大位移时,地震作用组合下的位移除以地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的位移比较,显示的位移已除过了地基抗震承载力调整系数;设计应避免出现向上的位移;最大反力:为标准组合内力作用下的最大反力,单位kN/m2;求最大反力时,地震作用组合下的反力除以地基抗震承载力调整系数后才与非地震作用组合下的反力比较,显示的反力已除过了地基抗震承载力调整系数,显示红色表示反力超过修正后的承载力,经宽度和深度修正后的承载力显示在右下角的说明中;板节点内力:为基本组合内力作用下的内力,节点弯矩和剪力的方向由整体坐标的X、Y方向确定,数值为每米范围的弯矩和剪力,弯矩符号按材料力学确定,弯矩单位为kN.m/m,剪力单位为kN/m;板节点配筋:对应基本组合内力作用下的每米范围的配筋,单位为cm2/m;板的冲切比和剪切比:例如:4.32/3.224.32为板冲切比,3.22为板剪切比,数值小于1显示红色,不满足验算要求,需要增加板厚度,在文本计算结果中有验算过程;桩参数:显示桩径、桩长和单桩承载力特征值;桩内力:显示标准组合内力作用下的桩最大反力;板单元:显示单元网格;板重心和荷载中心的距离:荷载为墙柱底恒活载荷和用户布置的恒活荷载;板号:对应文本计算结果中冲切比和剪切比验算中的板号;桩号:对应文本计算结果中桩对板冲切验算中的桩号;2.22改变简图字高在“显示简图”的对话框内下方可控制字高,字高单位为mm;2.23输出桩筏和筏板基础文本计算结果菜单位置:基础设计─桩筏和筏板基础布置和计算─文本结果功能:输出桩筏和筏板基础文本计算结果命令:SlabResult自动生成文本形式的桩筏和筏板基础冲切计算结果、梁各截面计算结果,便于人工检查;输出桩筏和筏板基础总体信息;2.24同时布置板贯通面筋和底筋菜单位置:基础设计─筏板基础施工图绘制─贯通板筋功能:同时布置板贯通面筋和底筋命令:SlabRein1)布筋方向与板边界或直线垂直指定贯通面筋和底筋第1点<退出>: 单选贯通面筋和底筋起点指定贯通面筋和底筋第2点或N取消正交<取消>: 输入N,取消布筋方向与板边界或直线垂直指定贯通面筋和底筋第2点或Z正交<取消>: 输入Z,布筋方向与板边界或直线垂直2)布置板贯通面筋和底筋指定贯通面筋和底筋第1点<退出>: 单选贯通面筋和底筋起点指定贯通面筋和底筋第2点或N取消正交<取消>: 单选贯通面筋和底筋终点。
《刚度可控式桩筏基础设计规范》编制思路及要点
业岩 土 工程有 限公司 为主编单 位 ,福建省 建筑科 学研 究院 、 再 生利 用等 领域 的 工程难 题 。
中建海峡 建设 发展有 限公 司 、福 建省 建筑工程 施 工图 审查
(2)统 一 性 原 则 :刚 度 可 控 式 桩 筏 基 础 的设 计 目
中心 等 为参编单 位。
前 尚未 有 国家 标 准 ,但 其 中桩 基 与 天然 地 基 的设 计 方 法
察设计协会 工程勘察与岩土分会对送审稿组织召开了专 《规范 》的编制将与国家现行相关标准相配套。
家审查会 ,会议要求进一步 明确《规范 》的定位 以及特征。
(3)协调性原则 :对有争议的技术问题 ,在考察研
基 支承 刚 度可 通 过 改 变桩 长 、桩径 以及桩 距 等 方 法来 调 超 2亿元 ,基 础部 分造 价 节约 率 40% 以上 ,工期 节约 率
整 ,但不 同桩 径 、不 同桩 长 的 布桩 方 式 受上 部 结构 形 式 30% 以上 。本 成 果 由 国内 多位 知名 院 士领 衔 的 专家 组 鉴
和地质 条件 的影 响较 大 ,应用 范 围受到相 当大的限 制 [1-4]0 定 为 国际领 先水 平 ,具有 广 阔的应 用前 景 。
为实现经济、有效地根据需要调整桩筏基础的整体刚度 ,
随着 刚度可控 式桩筏 基础相 关行 业标准 的制 定 ,上 述
规范 编 制 组近 年 来提 出在桩 顶 与 筏板 之 间 设置 专 门研 制 研 究成果在 全 国范 围 内推 广应用 ,在 解决工程 难题 的同 时 ,
关键词 :桩筏基础 支承刚度 主动调 节 调节装置
1创新 思想 及编制意义
减 小基 础 差异 沉降 或 调整 筏板 内力 、 混 合 支承桩 基 础协
桩筏基础优化设计
桩筏基础的优化设计摘要: 作者结合工作实践,主要探讨了桩筏基础的设计。
供大家一起学习。
关键词: 桩筏基础, 设计方法, 数值分析,减沉设计, 变刚度调平设计1.引言桩筏基础顾名思义是由桩基和筏基共同组成,属于混合基础型式,在软土地区使用较多,桩筏基础传统的计算方法是采用结构力学的方法,将整个静力平衡体系分割成上部结构、基础和地基三个部分,各自独立求解。
对筏板一般采用倒梁法或倒楼盖法,显然这样各自独立求解的计算结果与实际工作状态是不相符的,忽视了上部结构与基础之间以及基础与地基之间的变形连续条件, 造成了计算的偏差。
因此,寻求桩基础设计的简化和优化方法,是设计人员的迫切课题,许多学者在这方面进行了卓有成效的工作,提出了各种考虑桩土相互作用的优化设计方法,有的方法己经应用于实际工程,取得了可观的效益。
2.桩筏基础设计思路对于摩擦群桩或端承摩擦群桩的桩筏基础,其主控因素一是建筑物的沉降和不均匀沉降,二是地基的承载力。
目前常见的设计思想是按承载力控制设计思路和按沉降控制设计的思路。
在深厚土层特别是深厚软土层中的桩筏基础的失效,绝大多数是由于总体沉降或差异沉降过大造成的。
这种情况下,采用以沉降控制设计的思路较为合适。
而在土质坚硬,压缩性较小的地区,显然按承载力控制设计较为合理。
桩筏基础优化设计的发展方向是考虑了桩土的共同作用,主要有以下几种方法。
3.桩筏基础优化设计的几种方法3.1上部结构与地基基础共同作用的分析法共同作用分析的方法就是把上部结构、地基和基础看成一个彼此协调的工作整体, 在满足边界变形的情况下得到各部分的内力和变形, 从而较真实地反映建筑物的实际工作状态。
jgj 699 高层建筑箱形与筏形基础技术规范中采用了等代刚度的计算公式,适当考虑了上部结构刚度的贡献, 这还是不够的。
由于桩筏基础与地基共同作用分析是一个复杂的力学问题, 解析法和半解析法很难得到应用。
因此, 数值方法成为筏板分析的首选方法, 一般以有限元法为基础。
YJK建筑结构设计软件-基础工程应用
各荷载组合工况基底压力等值线——最大223、最小59
最大水浮力发生在局部范围:仅24kN/m2, 整体抗浮稳定验算通过,不用布抗拔桩
业主要求对筏板下的桩数量 进行优化。
使用承载力布桩菜单,桩数量从100根降到81根
桩承载力验算满足要求
谢 谢
53
计算完后,首先查看承载力验算结果,本图为裙房下筏板的承载力验算结果 用户应关注是否有显示红色的超限处
这是桩筏下桩的承载力验算结果,用户应关注是否有显示红色的超限处
查看基底压力图,显示各种工况和单工况下的基底压力,配置等值线, 图示为1.0恒-1.05水浮力的结果
查看各项冲剪计算结果,图示为柱墙冲切筏板的计算结果图,标注红色处 不满足要求
不考虑上部结构刚度,筏板钢筋674吨
考虑上部刚度最大负 弯矩1990
考虑上部刚度板顶筋 最大51cm2
考虑4层上部结构刚度,筏板钢筋
最终配筋
41
基础考虑上部刚度对基础钢筋用量影响
考虑不同的上部层数刚度对基础钢筋量的影响曲线
1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 不考虑 考虑1层 考虑3层 考虑5层 考虑全楼 0 不考虑 考虑1层 考虑3层 考虑5层 考虑全楼 5000 10000 15000
重点操作
主要基础的计算结果(同上一例) 桩(特别是承台下的桩)在恒+水浮力工况下的反 力,主要查看承受拉力的桩) 防水板计算结果查看
小结特点
防水板水浮力可传到桩承台下的桩上 普通基础和防水板集成计算
计算简图 荷载图等
统一的计 算菜单
反力、内力、沉降、 配筋等计算结果
基础设计的第二部分菜单:基础计算及结果输出 30 -三步操作
桩筏基础设计
桩筏基础设计.txt有谁会对着自己的裤裆傻笑。
不敢跟他说话却一遍一遍打开他的资料又关上。
用了心旳感情,真旳能让人懂得很多事。
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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。
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13.9
16
12粉质黏土夹粉 170 7.3 24.0
22.0
22
砂
13-1粉质黏土 160 6.6 18.2
12.5
18
13-2粉质黏土夹 170 7.3 25.6
20.0
24
粉土
14黏土
220 9.5 25.9
20
15粉砂
260 14.6 48
92
50
16粉细砂
280 13.2 55
100
60
17粉质黏土 200 10.1 29
二、对外扩地下室JCCAD算法计算结果的探讨 文献(一)提供资料:±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。 由此可得外扩地下室(指无上部建筑物的地下室)底板底面地下水 浮力为164kPa(按抗浮水位绝对标高2.63m计)。即使按历史常年最低 水位绝对标高—0.21m计,外扩地下室底板底面地下水浮力为136kPa。
三、对34层办公楼JCCAD算法计算结果的探 讨
由图二可知,JCCAD算法计算34层办公楼桩筏基础,中心部位计算 沉降值170 mm,边缘部位计算沉降值120 mm,计算沉降差最大为50 mm。难怪底板厚度要取2800 mm。
这与上海计算桩筏底板沉降、内力的“弹簧常数法”有所不 同。“弹簧常数法”根据上海地区对高层建筑的长期沉降量与沉降差的 观测,得出结论:
外扩地下室为三层或四层地下室,按每层地下室平均重25 kPa, 900mm厚底板加面层重25 kPa,则外扩地下室的重量125 kPa小于地下水 浮力136kPa,因此基底附加压力小于零。
即使按地下水位于地下室底板底面以下计算,地下室底板底面处的 土自重压力为8×17=136 kPa(此处仍按土的浮容重计算),大于地下 室总重量125 kPa,因此基底附加压力小于零。
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。
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。
22
18粉砂
280 13.5 62
94.4
75
19粉质黏土 200 8.9
20粉砂
280 13.7
塔楼选用0.8m×50.6m钻孔灌注桩,以15层粉砂为桩端持力层;塔 楼以外地下室与裙房选用0.6m×21m钻孔灌注桩,以10层粉质黏土为桩 端持力层。
塔楼核心筒区域桩长比外围框架处加长4米。 采用PKPM系列JCCAD程序建立有限元模型进行沉降计算分析。 1、S1为分层总和法桩基最终估算沉降量:办公楼S1=52.01mm,南 北公寓S1=45.40mm; 2、S2为JCCAD复合桩基算法平均沉降计算值:办公楼S2=188.1mm, 南北公寓S2=114.4mm; 3、S3为JCCAD沉降控制复合桩基算法(上海地基规范)平均沉降计 算值:办公楼S3=114.71mm,南北公寓S3=21.81mm。 与JCCAD计算值相比,办公楼、南北公寓复合桩基沉降计算值各为 其分层总和法桩基最终估算沉降值的3.6倍和2.5倍; 分层总和法桩基最终估算沉降值又接近于已有实际工程的经验。 JCCAD算法的计算结果简图见图二:
图二 JCCAD算法的计算结果简图 主楼区域采用桩筏基础,办公楼与南北公寓区域底板厚度分别为 2.8m与2.3m;塔楼以外和裙房区域采用柱下设置承台+筏板+抗压兼抗拔 桩基础,底板厚度0.9 m,承台厚度1.7 m。 为了缓解不同区域、不同部位之ห้องสมุดไป่ตู้的不均匀沉降,避免筏板产生过 大的应力差,在主楼与裙房之间设置沉降后浇带,须待主楼结构封顶且 沉降稳定后方可封堵。
四、讨论 总之,出现这样奇特的桩筏底板计算结果,是由于整个工程的沉降 计算出现三个结果,而且是难以协调的结果: 1、采用分层总和法(国家地基基础规范)计算桩基最终沉降量: 办公楼S1=52.01mm,南北公寓S1=45.40mm; 2、采用PKPM系列JCCAD设计程序计算桩基最终沉降量(国家地基基 础规范):办公楼S2=188.1mm,南北公寓S2=114.4mm; 3、采用PKPM系列JCCAD设计程序计算桩基最终沉降量(上海地基规 范):办公楼S3=114.71mm,南北公寓S3=21.81mm。 文献(一)指出,采用分层总和法(国家地基基础规范)计算桩基 最终沉降量,接近于当地已有实际工程的经验。但分层总和法不能计算 桩基础每一点的沉降量。 同样根据国家地基基础规范采用JCCAD计算所得桩基最终沉降量, 居然是分层总和法计算结果的3.6倍。 而根据上海地基基础规范采用JCCAD计算所得桩基最终沉降量,办公楼 计算沉降量居然是南北公寓计算沉降量的5.3倍。 文献(一)没有介绍对这种巨大差异的解释,也没有介绍从单位总 工到设计审查的处理意见。足见他们似乎没有得出一个确定的看法。 根据图二所示,34层办公楼桩筏基础边缘的JCCAD计算沉降为120 mm,若外扩地下室计算沉降值按土力学基本常识取为零,则主楼与外扩 地下室之间的沉降差高达120mm,显然无法单靠后浇带来消减由此产生 的附加弯矩。 由此可见,或许是设计者按当地已有实际工程实际沉降的经验,采 取将外扩地下室计算沉降调大的技术处理手段,来降低底板内力。只是 没有在文献(一)中交代清楚来龙去脉。 其实此工程桩基计算沉降与沉降差如此之大,关键在于文献(一) 所指出,采用分层总和法计算办公楼的最终沉降量为52.01mm,接近于 已有实际工程的经验。但可能由于缺少真正符合规定的当地长期沉降观 测数据,因此设计者还是选择了偏于保守的JCCAD算法来计算桩筏基础 的底板内力。 总而言之,文献(一)介绍的工程实践,由于缺少很多中间过程以 及详细的数据,因此不宜直接作为成功的设计参考案例,反倒可以作为 不成功的范例。
当荷载及布桩以及地基土均较均匀,各桩位置的沉降也较均匀时, 各桩的计算沉降仅与桩顶荷载有关,而与桩的位置无关。
而在JCCAD算法中,各桩的计算沉降与桩顶荷载、桩的位置都有关 系。因为JCCAD算法的依据就是可以采用明德林应力公式法计算桩群中 各点的沉降。这与上海地区的经验有着明显的不同。
文献(一)没有介绍设计者为何不采用上海 “弹簧常数法”作为 计算前提的依据。
因此,外扩地下室(按箱型基础天然地基)的理论计算沉降应该等 于零。
现在的外扩地下室至少是每一柱下布置一根21m长钻孔灌注桩。而 图二提供的外扩地下室JCCAD计算沉降却为60~90mm。
文献(一)没有提供外扩地下室沉降计算的详细模式,因此难以判 断其问题之所在。但在同等条件下,有桩的地下室计算沉降比无桩地下 室要大得多,这一点违反土力学基本常识应该是确定无疑的,除非设计 者有当地实践数据的支持,其计算结果方有说服力。
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Q1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。
±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
土层名称
fak ES 桩基沉降计算ES建议值/MPa /kPa /MPa е-p曲线确 静力触探确 标贯试验确 建议
定
定
定
值
6粉质黏土
130 5.4
7黏土
200 8.2
8粉质黏土
180 6.8
9粉质黏土
150 6.4
10粉质黏土夹粉 170 7.3 16.7
27.0
20
土
11粉质黏土 150 7.0 20.0
还有文献(一)提供的JCCAD算法计算结果简图似乎不是最终结 果,因为以往多次工程桩筏设计中从未见到这样完美的椭圆形计算沉降 曲线。这应该是纯粹根据明德林应力公式法计算桩群中各点沉降的结 果。
而且如果存在这样大的计算沉降差,若在上海的话,设计审查人员 就会告诉设计人员,这个桩基础设计有相当大的优化余地。因为对于34 层的高层建筑,上海地区的一般经验是采用1800~2000 mm厚的筏板就 能满足设计要求。
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: