控制沉降为设计目标的减少沉降桩基础之研究
浅谈建筑桩基础沉降问题
浅谈建筑桩基础沉降问题在建筑工程中采用桩基础结构是比较常见的,这种基础形式不仅可以高效地提升建筑结构的整体稳定性,而且还可以达到建筑的美观程度。
由于现如今信息技术在不断发展,在建筑工程中,桩基础的建筑和施工也逐渐采用了先进的技术手段。
因此,在施工的过程中,通过对桩基沉降问题进行分析计算,采取相应的应对措施,就可以最大限度地避免桩基础沉降问题的发生。
一、工程概况工程项目为德尔格医疗国际医学园区的二期扩建,工程的具体位置在上海浦东新区国际医学园区。
该项目在桩基施工的过程中,由于建筑项目周围的其他建筑出现了严重的裂缝现象,为了避免对本建筑项目造成严重的影响,停工整顿15天。
在重新开工之后继续打桩。
在本工程中,打桩量为8500米左右。
这一项目是比较典型的建筑桩基础结构,扩建项目中包含的工程内容较多,除了普通的厂房、办公室以及仓库之外,还包括停车库和绿化带等等。
从工程的整体上看,总面积高达1.5万平方米,所用资金为1.2亿元。
可见,工程的规模相对较大。
若不处理好桩基础沉降问题,势必会对整个项目的质量产生极大影响。
二、桩基沉降的分析计算对于本工程中桩基沉降问题,可以从单桩沉降和群桩沉降两方面进行分析计算。
2.1单桩的沉降分析计算2.1.1剪切变形传递法该方法采取的主要分析形式是摩擦桩荷载传递的物理模型的形式。
这种模型主要是以一种简化计算的形式为主,并且在研究的过程中根据各种假定来进行研究。
在本工程的桩基沉降分析中,如果荷载水平响度较小,桩体的轴向荷载量较小,沉降量就相对较小。
如果桩基的土体不出现位移的现象,在桩体沉降的过程中周围的土体就不会出现变形的现象。
在这一过程中,剪应力主要是从桩体的一侧转向四周。
摩擦桩在承受严重荷载作用下,桩体承担着一定的荷载量。
因此,桩基的沉降现象主要是由桩侧的荷载引起的。
2.1.2单向压缩分层总和法这种方式的应用主要是根据土层的相关参数来对各层的沉降量进行计算。
在桩基础的设计工作中,工作人员主要是以直径相对较大的单桩形式为主。
关于建筑施工中桩基础沉降问题与对策分析
关于建筑施工中桩基础沉降问题与对策分析摘要:建筑物的根基非地基基础莫属,它是地下的隐蔽工程,其勘察、设计以及施工质量对建筑物的安危具有举足轻重的影响。
根据统计,在世界各国的建筑工程事故中,地基基础的工程事故位居首位,可见其重要程度。
本文通过详细探究地基工程的施工,以增加相关工作人员对其重要性的认识。
关键词:建筑;桩基沉降;处理措施正确认识地基基础不均匀导致的沉降危害,能够对其进行有效的预防及治理。
由于各个建筑物的负载量不同,对土层的压缩性也就不尽相同,一旦发生地基沉降事故,其位于建筑物的下方,补救措施将会异常困难,并且很有可能出现灾难性的后果。
这就需要我们防患于未然,采取相应措施将地基基础沉降对建筑物造成的损害减小到能够控制的范围内。
下面以具体实例为例,对有关措施进行阐述。
1.工程背景概况某建筑的主建筑占地空间为309m×125m的矩形地块,建筑的柱基采用桩承台基础,基桩为500mm的钻孔灌注桩,桩长32.6m,由于生产工艺对地面平整度要求较高,该建筑地面采取了无缝设计,地面板为连续的钢筋混凝土结构整板,结构层厚250mm,面层厚40mm,双层双向配筋。
地面地基选用粉喷桩复合地基:粉喷桩桩径500mm,桩长15m,桩间距1.2m。
在柱基承台部位,设计采用了搭接方式处理。
该建筑交付使用的第三年经过我单位的勘察监测,发现地面和结构均发生不均匀沉降的现象。
2.沉降发生的理论分析该处建筑的原设计是运用粉喷桩复合地基加固处理了原地面地基。
提高粉喷桩复合地基的承载力最主要的因素是取决于粉喷桩桩体的水泥土质量与置换率。
因为饱和软土的可塑性强,在使用搅拌机对其进行强制搅拌时,不容易被搅碎,并且与水泥粉进行均匀混合时很难形成要求所规定的水泥土。
此时的实际施工中,人为影响粉喷桩成桩质量的因素较大,施工人员如果不按照具体的施工规程操作,比如使用喷粉的量过少,就会造成地基土得不到加固,相反地,又会扰动原状土,使地基承载力降低。
桩基沉降控制设计的研究
求确定桩基允许沉降 S ,按沉降产生阶段计算荷载
一
沉降关 系,并绘制 P—S曲线 ,综合以上两条件
确 定桩 基 竖向容许 承载力 P,再 通过 建筑 桩基 重要
为 容许 承载 力 。德 国建 筑 标 准 ( N4o )取 S DI 14 =2 l 对 应 的压 力 为容许 承 载力 。 日本建 筑学 会 01n Tl
本文认 为桩 基 础应按 如 下思 想设 计 ,首先 根据 地质 勘察 资料 及桩 基需 要进 入持 力层 深度 来确 定桩 长 L、设计 桩 径 D,再 由桩 基 上 部 的竖 向 变 形 要
规范 ,①取沉降量 S=1 n 对应的压力为容许承 0 l m 载力- ;②取沉降量 S=2m 对应压力 的二分之 3 5m
Abta t sr c :Acodn h td n o aio nd sg p cf ain o i o n aina o tcn rln et — c r ig t tesu ya d c mp r n o ein s ei ct fpl fu d t b u tol stl O s i o e o o i g e me t th mea da ra  ̄Il s g et n nt ed i ieso pl o n aini u o u t r u fr r .An h n o n bo d, O e u g si so h e g d a f i a T o sn efu d t o no rc nr a ep t o wad y dt e
量加 以控 制 ,但是 , 目前 我 国在 工 程应用 中多 以承
00D ( .6 D为桩端直径 ,大桩径取低值 ,小桩取高 值)所对应的荷载值为极限承载力 ;对于沉降不 4 敏感的结构物桩基 ,可取沉 降值 S=0 0 D 对应 .1 的荷载为容许承载力或承载力设计值 ;对于沉降敏 感的结 构物单柱单桩基 础 ,宜根据 上部结构 的要 求 ,按桩顶等变形原则确定不 同直径桩 的承载力设
沉降监测方案设计及沉降控制
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一、工程概况与目标
沉降监测方案设计及沉降控制是本工程的关键环节,旨在确保工程结构安全、稳定,满足设计及使用要求。以下对工程概况及目标进行详细阐述。
本工程为某城市综合体项目,位于城市中心区域,占地面积约5万平方米,总建筑面积约30万平方米。工程结构主要包括地下室、商业裙楼、塔楼及附属设施。工程地质条件复杂,地基基础采用灌注桩基础,上部结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。
(2)考核合格:培训结束后进行考核,确保所有人员掌握沉降监测方法及操作规程。
4. 施工协调
(1)与施工方密切沟通,确保沉降监测与施工进度相协调。
(2)与设计方、监理方保持良好沟通,及时解决监测过程中出现的问题。
5. 施工保障
(1)配备充足的测量设备,确保设备性能稳定、精度满足要求。
(2)设立沉降监测工作台账,详细记录监测数据及工作情况。
2. 确保沉降监测数据准确、可靠,及时发现异常情况并采取措施;
3. 对沉降数据进行实时分析,评估工程安全状况,指导施工;
4. 根据沉降监测数据,采取相应的沉降控制措施,确保工程结构安全;
5. 定期对沉降监测成果进行总结,为类似工程借鉴。
1. 沉降监测数据准确、可靠,为工程安全保障;
2. 沉降控制措施得当,工程结构安全稳定;
(3)装饰装修阶段:持续进行沉降监测,为后期运维数据支持。
5. 进度协调
(1)与施工方紧密配合,确保监测工作与施工进度相协调;
(2)根据工程进度,及时调整监测计划,确保监测工作的连续性和有效性;
(3)与监理方、设计方保持沟通,确保监测工作满足工程质量要求。
建筑桩基施工中的沉降问题及解决措施
参考文献:
[1]赵春彦,郑国勇,杨龙才.软土中桩基T后长期沉降的预测模型[J].中南大报(自然科学版),2Ol1(02)
2建筑桩基施工中沉降问题解决措施
建筑桩基施工中沉降问题的解决措施有很多,以下从做好前期技术准备、建立工程保障体系、进行工程抬升试验、结合计算结果分析等方面出发,对于建筑桩基施工中沉降问题的解决措施进行了分析。
2.1做好前期技术准备
第一步是解决建筑群桩基础沉降问题,在第一步是做好前期做好技术准备工作。施工人员做好前期的技术准备工作时首先要与相关部门取得联系,这样就可以为建筑工程的地质条件、水文资料、地下管网等详细掌握。其次,施工人员做好施工前期的技术准备工作时也应合理配合施工桩基础的工程设计内容,这就可以在基础上对桩基础工程的应用技术和过程进行更深入的分析和应用,最终能够找到控制桩基础施工控制的关键。与此同时,施工人员在做好前期技术准备的过程中还应当避免因为技术准备不足所导致的建筑工程主体结构的破坏和裂缝、倾斜现象,最终能够有效的避免建筑工程事故的出现。
1.3沉降问题影响
沉降问题带来的影响是不容忽视的。由于当前我国建筑工程所利用的土地资源的整体质量呈现出持续下降的趋势,这一趋势的存在实际上各种不利于建筑工程施工质量的提升。而施工人员在施工过程中如果没有全面的技术资料,则很容易导致桩基础沉降的问题,并且造成施工隐患的进一步积累和扩大。例如,如果施工中的桩基础工程是不规则的,则不均匀沉降会影响建筑物主体结构。与此同时,施工人员在考虑沉降问题时还应当以保证建筑工程和桩基工程的施工质量作为重要的基础,从而能够为桩基础沉降的施工奠定更加坚实的分析和研究,并且在寻找进一步掌握桩基础工程数据和技术准备点起到了助力,为切实保证建筑桩基工程的稳定性和合理性有着很大帮助。
分析桩基础施工中的沉降问题
分析桩基础施工中的沉降问题桩基础施工中的沉降问题桩基础施工是建筑工程中常见的一种基础施工方式。
然而,在桩基础施工过程中,沉降问题经常会引起人们的关注。
本文将分析桩基础施工中的沉降问题,并提出可能的解决方案。
1. 引言在桩基础施工中,沉降是一个普遍存在的问题。
过大的沉降可能导致建筑物变形、破坏甚至倒塌。
因此,理解和控制桩基础施工中的沉降是非常重要的。
2. 桩基础施工中的沉降机理桩基础施工中的沉降主要是由土壤的压实和排水引起的。
当桩基施工完成后,土壤会通过自重或施加外荷载,逐渐回复到原有的状态,从而引起沉降现象的发生。
3. 影响桩基础沉降的因素在桩基础施工过程中,有许多因素会影响桩基础的沉降情况。
例如,土壤的类型、桩基础的类型和长度、施工方式等。
这些因素之间相互作用,并且可能因地而异。
4. 沉降预测与控制在桩基础施工之前,进行沉降的预测是至关重要的。
通过在桩基础施工前进行现场勘察和土壤力学试验,可以对桩基础的沉降进行合理的预测。
预测结果可以为工程设计和施工提供指导,并制定相应的控制措施。
5. 减小桩基础沉降的方法为了减小桩基础的沉降,可以采取一些控制措施。
首先,选择合适的桩基础类型和长度,以提高桩基础的承载能力。
其次,合理安排施工序列,控制施工过程中的土壤压实和排水速度。
此外,可以添加辅助材料或进行预应力技术来增强桩基础的稳定性。
6. 沉降监测与评估在桩基础施工过程中,沉降的监测和评估是非常重要的。
通过使用沉降监测设备,可以实时监测桩基础的沉降情况,并及时采取应对措施。
同时,需要根据沉降监测结果对工程的安全性和稳定性进行评估。
7. 桩基础施工中的沉降案例分析本节将通过分析一个实际的桩基础施工案例,进一步说明桩基础施工中沉降问题的具体影响和解决方案。
8. 结论桩基础施工中的沉降问题是一个复杂的工程问题。
合理的沉降预测和控制措施可以有效减小桩基础的沉降量。
同时,沉降的监测和评估可以及时发现问题并采取相应的对策。
减少沉降桩在厂房桩基础上的应用
减少沉降桩在厂房桩基础上的应用一、概述软土地区有不少建筑(构筑)物由于沉降太大而需要采用桩基础,但按照现有桩基础的设计规范,桩基础的用桩数量完全由建筑物的荷重所决定,因此当一旦决定采用桩基础的设计方案时,设计出的桩数往往是多的,基础造价极为可观。
然而,近年来各国的研究成果均表明,对于天然地基强度尚能满足设计荷载要求但沉降却过大的情况,可以采用少量的桩以减少沉降,也就是说,采用少量的桩就可以达到减少沉降的作用。
这种应用少量桩来减少基础沉降的设计一般称为减少沉降桩、疏桩或蠕变性桩。
上海某厂主厂房工程位于上海近郊。
该厂房为五层钢筋混凝土框架结构,局部六层。
由于沉降太大,基础采用桩基础。
在最初的设计中采用上海市地基基础设计规范方法,桩基础共设计236根桩。
后来改用减少沉降桩理论对该桩基础重新设计,使实际用桩数大幅度减少,设计桩数调整至138根,并按此进行桩基施工。
在该工程的建造过程中对沉降进行了观测,其值在厂房结构竣工时只有46 MM,完全达到设计目的。
本文介绍该工程的设计和工程实践。
二、工程简况主厂房为五层钢筋混凝土框架结构,局部六层。
厂房的长度和宽度分别为 52.64x 25.10 M。
根据地质勘探报告,主厂房地区存在较好的硬表土层,其承载力基本上可以满足厂房荷载的要求,可以作为浅基础的持力层。
但在浅部硬土层的下面存在较厚的下卧软士,按照上海市地基基础设计规范中给出的浅基础沉降计算方法对沉降进行验算,其沉降值达到550 MM 以上,(见图 l),超过规范所容许的沉降范围,因此不能完全采用浅基础。
图1沉降与用桩数量的关系曲线为了将沉降减少到规范所容许的范围内,设计院决定采用桩基础。
根据上海市地基基础设计规范及实际地质条件,设计采用300x300 MM钢筋混凝土预制桩,桩长21米,独立承台桩基,总桩数为236根。
该套设计图于 l996年6月6日完成。
三、应用减少沉降桩理论重新设计桩基础(一)理论方法简介从浅基础到采用桩基础,尽管能将沉降减下来(见图1),但造价同时也增加较多。
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法【摘要】在建筑桩基施工中,沉降问题是一个常见且重要的挑战。
本文从沉降问题的背景介绍和问题意义入手,探讨了桩基施工可能出现的沉降问题、影响因素、解决方法、监测和评估手段以及预防措施。
通过深入分析,总结了解决沉降问题的有效方法,并展望未来的研究方向。
沉降问题的解决不仅涉及专业知识和经验,更需要科学的监测和评估手段的支持。
只有通过科学有效的预防和解决策略,才能确保建筑结构的安全稳定,为建筑工程的顺利进行提供保障。
通过对沉降问题的研究和应用,可以不断完善相关技术和方法,提高施工质量和效率,推动建筑行业的持续发展。
【关键词】建筑桩基、施工、沉降问题、影响因素、解决方法、监测、评估、预防措施、研究方向1. 引言1.1 背景介绍建筑桩基在施工中的沉降问题一直是工程领域中的一个重要问题。
桩基是支撑建筑物的重要元素,能够将建筑物的荷载传递到地基深层,保证建筑的稳定和安全。
在桩基施工过程中,由于各种因素的影响,可能会出现沉降问题,严重影响建筑物的使用和安全。
在建筑桩基施工过程中,沉降问题可能会受到许多因素的影响,包括地质条件、施工方法、桩基的设计和材料等。
这些因素会导致桩基沉降不均匀或超过设计要求,从而影响建筑物的整体稳定性。
为了解决桩基施工中的沉降问题,工程领域的专家们提出了许多方法和技术。
这些方法包括改进地基处理技术、调整施工方法、加强桩基设计等。
通过科学的监测和评估方法,可以及时发现沉降问题并采取相应的措施加以修复和弥补。
对建筑桩基在施工中的沉降问题进行研究和解决具有重要的意义,不仅可以保障建筑物的安全和稳定,还能够提高建筑工程的质量和可靠性。
在未来的研究中,我们应该进一步探讨沉降问题的成因和影响因素,完善解决方法并完善监测和评估技术,为建筑桩基施工提供更为可靠的技1.2 问题意义建筑桩基在施工中的沉降问题一直是工程领域中一个备受关注的话题。
沉降问题不仅直接影响着建筑物的稳定性和安全性,也会造成对周围环境的影响,甚至引发严重的事故。
桩基础的桩基础的沉降和变形控制
桩基础的桩基础的沉降和变形控制桩基础的沉降和变形控制随着现代建筑技术的不断发展,桥梁、高层建筑等大型工程的建设已经成为了城市发展的标志。
而这些项目的基础,通常是大型的桩基础工程。
在桩基础施工完成后,桩基础的沉降和变形,是非常关键的一项问题。
沉降和变形是所有基础工程所要面对的问题,而桩基础工程更加需要重视。
因为桩基础的承载力和变形特性,对工程的安全经济性、服务性等都会有直接的影响。
因此,如何控制桩基础的沉降和变形,是桩基础工程中值得探究的问题。
桩基础沉降的原因桩基础沉降的原因,通常分为四个方面:地基压缩沉降、桩身剪切沉降、桩端沉降和桩身弯曲变形。
地基压缩沉降是指当桩基础施工完毕后,地基会因为桩的荷载而出现一定程度的压缩变形。
桩身剪切沉降是指桩在承受工程荷载时,由于固结区变形,而导致剪切沉降。
桩端沉降是指当桩基础施工完毕后,由于桩的长度不足,桩端的基础不稳定,桩端所承受的荷载会导致桩沉降。
桩身弯曲变形是指由于桩身承受的拉、压应力超过了钢筋的抗拉、抗压强度,而导致桩身发生弯曲变形。
这些因素会共同导致桩基础的沉降和变形。
桩基础变形的影响桩基础的变形大大影响了工程的使用寿命、安全性、可靠性和经济性。
当桩基础受到荷载时,弯曲、剪切、压缩等变形会导致桩的刚度减小,从而影响工程的整体刚度和稳定性。
更进一步地,桩基础的变形会直接影响到结构的承载能力和使用寿命,甚至会引发设备的损坏或是灾害事故的发生。
因此,为了保证工程的安全、可靠和经济性,需要通过合理的设计和施工控制桩基础的沉降和变形。
桩基础沉降和变形的控制方法为了控制桩基础的沉降和变形,通常采用以下方法:1.合理的设计:首先需要对设计标准进行严格的执行,并根据工程实际情况做出合理的设计。
例如,对于承受大量水平荷载的结构,对桩的又侧支撑也需要进行设计。
2.桩基础监测:通过基础监测,收集并分析桩基础的实际沉降和变形情况。
对于异常的沉降和变形情况,及时采取补救措施,以控制沉降和变形的程度。
桩基工作中基础沉降的监测与处理
桩基工作中基础沉降的监测与处理在建筑工程中,桩基作为承受建筑物重力的重要承载组件,其质量的稳定性对整个建筑的安全性至关重要。
然而,由于多种因素的综合作用,桩基施工过程中会产生一定程度的基础沉降。
为了确保建筑物的稳定性,必须对桩基的施工、沉降情况进行监测与处理。
首先,我们需要了解基础沉降的原因。
基础沉降是指基础下沉的现象,其产生原因主要包括土壤沉降、地表荷载超前沉降、桩基施工引起的沉降以及地下水位变动等。
土壤的承载力和变形特性是影响沉降的主要因素,而土壤的类型和状态则决定了沉降的幅度和速度。
因此,在桩基工作中,我们需要对土壤进行详细的勘探和测试,以获得准确的土壤力学参数,为后续的监测和处理提供依据。
其次,针对基础沉降的监测工作至关重要。
监测的目的在于及时发现和评估基础沉降的情况,以便采取相应的处理措施。
基础沉降的监测通常包括实测沉降、倾斜监测和应变测量等多种方法。
其中,实测沉降是最直观的监测手段,通过在基坑周围设置沉降观测点,测量地面标志物的沉降变化,可以较为准确地反映基础的沉降变化。
倾斜监测则通过在建筑物内部设置倾斜仪器,测量建筑物的倾斜情况,从而得出基础沉降的信息。
应变测量则通过在桩基附近设置应变传感器,测量桩身的应变情况,以评估基础的沉降程度。
这些监测数据的准确性和连续性对于判断基础沉降的趋势和速度至关重要。
依据监测数据,对基础沉降进行合理的处理也是不可或缺的。
处理的目标在于控制和减缓基础的沉降速度,保证建筑物的稳定性。
对于已经出现的基础沉降,常见的处理方法包括补充填充、浇筑加固和设置支撑等。
补充填充是常见的处理手段之一,在已经沉降的区域进行土方回填,增加地基承载力,达到平衡地基沉降的目的。
浇筑加固是较为常见的处理方式,通过在基础周围浇筑钢筋混凝土补强层,以提高基础结构的强度和稳定性。
设置支撑则是采取辅助支撑手段,如加固钢桩、注浆或设置地下托盘等,以减少基础的沉降变形。
除了已经发生沉降的处理外,对于正在进行桩基工作的建筑物,还需要采取预防措施,以减少基础沉降的风险。
桥梁工程设计中桩基沉降问题解析
桥梁工程设计中桩基沉降问题解析摘要:桥梁桩基沉降是常见的一个问题,此类问题的出现会给桥梁结构的稳定性与安全性造成很严重的影响。
所以在桥梁设计阶段需要考虑桩基沉降的影响,采取科学有效的方式提高设计方案水平,达到工程项目的建设需求。
关键词:桥梁工程设计;桩基;沉降问题;引言随着社会经济的发展,桥梁的建设领域也在逐步扩展。
为保证项目的安全,必须加强桥梁工程中沉降段的路面与路基的施工处理技术,提高施工水平,延长项目的寿命,保证项目的正常运行,提高项目的经济和社会效益。
1桩基的作用1.1缓解上部结构沉降桥梁桩基自身具备的刚度非常大,能够有效分摊以及承受上部桥梁结构分布的荷载,可以将上部结构的沉降问题抵御,能避免梁体变形的情况,满足工程安全设计的目标。
同时,由于桩基和周围土体之间存在空隙,两者间能够实践相互摩擦,可以让桥梁上部的荷载均匀的向着四周分散,达到桥梁上部稳固性的需求。
1.2有效抵御自然灾害的破坏与桥梁的其他结构位置对比,桩基础的抗拔性能较高,可以抵抗地震、狂风、洪涝等自然灾害的干扰和影响,确保桥梁工程结构满足安全性、稳定性的标准。
2桩基沉降发生的原因2.1路基结构设计方案不科学假如路基路面结构设计方案不科学,还会继续产生结构不匀沉降。
大部分公路桥梁结构是建筑钢筋混凝土。
为了保证工程项目整体的抗压强度,设计师一般采用提升建筑钢筋总数、采用高端填充料的办法,使路桥工程抵御比较大的交通出行载荷。
目前我国公路桥梁工程通常采用总体抗压强度比较大的平板式道路结构。
但因为缺乏科学合理的结构设计方案,板没法避免路面不匀沉降。
2.2土质结构等问题沉陷区施工是桥梁桥头导流工程中的一个关键环节,其方法有多种,如:钢筋混凝土搭板、粗颗粒填筑等,但其应用范围一般有限,一旦发生跳车事故,就不能得到有效的解决。
在进行桥梁建设时,桥台软土问题是一个比较普遍的问题,而松散的土壤是造成这一问题的一个重要原因。
在处理此类土壤时,不仅要考虑到施工人员的技术水平和综合素质,而且还要考虑其对工程质量的影响,因为一旦出现淤泥,对工程的安全就会产生重大的冲击。
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施
探讨建筑施工中的桩基沉降问题及控制措施引言:在建筑施工中,桩基是一种常用的基础工程方式,它可以将建筑物的重量传递到地下的更稳固的土层中,从而确保建筑物的稳固和安全。
在桩基施工过程中,桩基沉降问题经常会引起工程质量的下降和安全隐患。
探讨桩基沉降问题及其控制措施具有重要意义。
一、桩基沉降问题的原因1. 地质条件地质条件是影响桩基沉降的重要因素之一。
如果地下土层不稳定,压缩或者流变性大,那么桩基就会在施工后出现沉降现象。
地下水位的变化也会对桩基的稳定性造成影响。
2. 桩基施工工艺对于桩基的施工工艺来说,如果桩基的钻孔方式不当、灌注混凝土的浇注质量不良等问题,都会导致桩基的沉降问题。
如果桩基的长度、直径和间距没有按照设计要求施工,同样也会引起桩基的沉降。
3. 建筑物自身因素建筑物自身的结构和重量也是桩基沉降的原因之一。
如果建筑物的设计和施工不合理,会对桩基的稳定性产生影响,从而引发桩基的沉降问题。
二、桩基沉降的危害桩基沉降一旦发生,会对建筑物的安全和使用产生严重的影响。
一方面,桩基沉降会导致建筑物的整体结构发生变形,从而导致建筑物的使用寿命缩短。
桩基沉降还会对建筑物周边环境产生不良影响,严重时还会危及到人员的安全。
控制桩基沉降是十分必要的。
三、桩基沉降的控制措施1. 地质勘察在工程施工前,必须对地质条件进行充分的勘察和分析。
通过对地下土层的力学性质、地下水位等进行系统观察,可以为后续桩基施工提供重要参考,从而减小桩基沉降的发生概率。
2. 合理选择施工工艺方案在桩基施工过程中,必须根据地质条件和建筑物的设计要求选择合适的施工工艺方案。
在灌注桩的施工中,要保证灌注混凝土的浇注质量,避免泌水、孔隙和松散等情况的出现。
还应该确保桩基的长度、直径和间距符合设计要求。
3. 建筑物结构的优化设计和施工对于建筑物结构的设计和施工,应该进行细致的分析和研究。
建筑物的超出部分应该尽量减少,从而减小对桩基的荷载。
还要确保建筑物的结构和材料的质量符合要求,从而减小对桩基的影响。
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法
探究建筑桩基在施工中的沉降问题及解决方法【摘要】建筑桩基施工中的沉降问题一直是工程建设中的重要难题。
本文旨在探讨桩基沉降问题的严重性以及影响因素,并对现有解决方法进行分析。
提出了改进的桩基施工技术以及监测和处理沉降问题的措施。
通过加强桩基施工质量管理,可以有效减少沉降问题的发生,保障工程建设的安全性和稳定性。
未来的研究方向应该更加注重桩基施工技术的创新和完善,以应对建筑桩基施工中可能出现的各种挑战。
通过不断的实践和研究,可以为建筑桩基施工提供更加科学和可靠的解决方案,推动工程建设领域的进步和发展。
【关键词】建筑桩基、施工、沉降问题、解决方法、分析、因素、技术、监测、处理、质量管理、研究方向。
1. 引言1.1 建筑桩基施工的重要性建筑桩基是建筑工程中的重要组成部分,承担着支撑和传递建筑荷载的重要任务。
桩基施工的质量直接影响着建筑物的稳定性和安全性,因此建筑桩基施工的重要性不可忽视。
在建筑桩基施工过程中,沉降问题是一个常见且严重的挑战,可能会对建筑物的整体结构稳定性和使用效果产生负面影响。
及时有效地解决桩基沉降问题,保障建筑物的安全性和稳定性,具有重要的意义。
1.2 沉降问题的严重性沉降问题是建筑桩基施工中一个非常严重的挑战,它可能导致建筑物产生裂缝,甚至发生倒塌的危险。
桩基沉降问题严重影响着建筑物的安全和稳定性,给人们的生命和财产造成了巨大的风险和损失。
在建筑工程中,桩基的沉降问题一旦发生,往往需要大量的资金和时间来修复,同时也会对工程进度和质量造成不可逆的影响。
正确处理桩基沉降问题,尽早发现和有效解决,对建筑工程的成功实施至关重要。
2. 正文2.1 桩基沉降问题分析桩基沉降问题是建筑施工中一个常见但严重的质量问题,其影响着整个建筑物的稳定性和安全性。
桩基沉降问题主要表现为建筑物沉降过大、不均匀,导致建筑物结构受力不均,甚至严重影响建筑物的使用寿命。
桩基沉降问题的分析需要考虑多个方面。
首先要考虑土壤的承载能力和地基的稳定性,不同类型的土壤对桩基沉降的影响不同。
控制沉降为设计目标的减少沉降桩基础
施工前的准备
场地勘测
对施工场地进行详细的地质勘 测,程需求和地质勘测结果 ,制定合理的桩基施工方案, 包括桩位布置、桩径和桩长的 确定等。
施工设备与材料
根据施工方案,准备相应的施 工设备和材料,确保其质量和 适用性。
安全措施
制定并实施安全措施,确保施 工过程中的安全作业和人员安
03
控制沉降的桩基础设计方法
基于土力学原理的设计方法
土压力理论
利用土压力理论计算桩侧土压力,从而确定桩径和桩长,以达到控制沉降的目 的。
土压缩性分析
通过分析土的压缩性,确定桩基沉降的主要贡献因素,并采取相应措施减小沉 降。
基于数值模拟的设计方法
有限元分析
利用有限元分析软件模拟桩基与土体的相互作用,预测沉降量,优化桩基设计。
在施工过程中,应加强监测和记录, 及时发现和处理异常情况,确保施工 质量和安全。
在设计过程中,应充分考虑建筑物的 重要性、用途和规模,选择合适的桩 基类型和施工方法,以达到最佳的减 沉效果。
在工程实践中,应不断总结经验教训 ,优化设计方法和施工工艺,提高减 少沉降桩基础的适用性和可靠性。
06
结论与展望
研究结论
沉降控制是桩基设计的重要目标,通 过优化桩基设计参数和施工工艺,可 以有效降低建筑物沉降量,提高建筑 物稳定性和安全性。
桩基设计时应充分考虑地质条件、建 筑物荷载和施工条件等因素,选择合 适的桩型、桩径和桩长,以确保达到 沉降控制要求。
减少沉降桩基础技术在实际工程中得 到了广泛应用,取得了显著的工程效 果和社会效益,为类似工程提供了有 益的参考和借鉴。
研究不足与展望
目前对于减少沉降桩基础的研究仍存在 一些不足之处,例如缺乏对不同地质条 件和施工环境的全面考虑,以及缺乏对
路基沉降原因分析及控制措施研究
路基沉降原因分析及控制措施研究路基沉降是指道路基层的土壤在运输荷载和自然荷载的作用下发生沉降的现象。
路基沉降的原因主要包括荷载沉降、地下水位变化、地质条件等多个方面。
为了降低路基沉降的影响,可以采取相应的控制措施。
1.合理设计和施工:在道路设计和施工过程中,应根据不同地质条件和荷载要求,合理选择路基的宽度、厚度和填土的类型。
在施工过程中,要控制好填土的压实度,避免过度压实导致土壤的变形和沉降。
2.加固处理:对于已经发生路基沉降的路段,可以采用加固处理的方法。
可以利用加固材料,如加固土、钢筋混凝土等,对路基进行加固,增加其承载能力,减少沉降的发生。
二、地下水位变化也是造成路基沉降的重要原因之一。
地下水位的变化会引起土壤的膨胀和收缩,导致路基的变形和沉降。
为了降低地下水位变化对路基的影响,可以采取以下控制措施:1.控制地下水位:对于路基周边存在地下水位变化的地区,可以采取控制地下水位的措施。
可以修建排水系统,将地下水引导到远离路基的地方,避免地下水对路基的影响。
2.增加排水能力:对于地下水渗流较大的地区,可以采取增加排水能力的措施。
可以在路基下方设置排水管道,将地下水及时排出,减少路基沉降的发生。
1.加固地基:对于地质条件较差的地区,可以采取加固地基的措施。
可以利用加固材料或者地基加固技术,增加地基的承载能力,从而减少路基的沉降。
2.选择合适的建设方式:在不同地质条件下,可以选择合适的建设方式。
在软土地区可以采用桩基础或者沉桩的建设方式,提高路基的稳定性。
为了降低路基沉降的影响,可以从控制荷载沉降、地下水位变化和地质条件等方面采取相应的控制措施。
在道路设计和施工过程中,要充分考虑各种因素的影响,合理选择建设方式和施工方法,确保路基的稳定性和安全性。
桩基沉降问题研究
桩基 础在 房屋 建筑 中是 一 种 很 常用 的基 础 , 在桩 基 设计 中 , 最主 要 的是 确 定竖桩 的承 载力 和沉 降 , 尽 管在 过 去漫 长 的时 间 内, 从 事岩 土 工程 的探 究者 和工 程师 们 , 为 了精 确计 算 和猜 测桩 基 的沉 降 , 曾进 行 过大量 的探 究 , 提 出过 一系列 的计算 桩基沉 降 的方法 , 但 时至 今 日, 对桩 基沉 降 的预估仍 然不 熊充分 地反 映真实 的情况 。
论为 基础 的计算体 系 中, 叠加法 是 比较 成熟和应 用较广 的一种 简化 方 法, 具 体 阐述 了其原 理和 计算 过程 , 该法 在忽 略桩 对土 位 移的 加强 效 应简 单的假 定基础 上 , 把 单桩 的分析扩 展到桩群 , 2 . 2实体深 基础( 等代 墩基) 法 实体深 基础 法是现 在工 程 界应用 最 广泛 的一 种计 算群 桩沉 降 的 方法 该计 算模 式是将 承 台下 的群桩 及桩 间土 看作 一个 等效 墩基 的一 个实 体深 基础 , 在此 等代 墩基 范围 内 , 桩 间土 不产 生压 缩 如 同实体 墩 基一样 工作 , 然后按 照扩展 基础 的沉 降计算方法 来计算 群桩 的沉降 。 由于计算时考虑的前提条件不同,探 究者提 出和使用着计算的不 同 模式 , 其主要差别在于选用的假想实体基础底 面的位置不 同, 以及对地基 土中附加应力的考 虑和计 算不同根据桩距地基土 的性质不同,桩 间土 实 际上是会产生不同程度的压缩变形 ,另一方面假想的实体基础外 围存在 着侧面剪应力的扩 散功能为了消 除这些差别对群桩沉降计算的影 响人们 采取 了一些办法, 集 中表现在所采用 的模式上。这些办法是摘要: 2 . 2 . 1 变动 假想 实体基 础底 面 的位 置 ,以考 虑桩 间土存 在压缩 变 形的可 能 , 这是 P e c k 和T e r z a g h i 等 人建议 的模 式 P e c k 等 建议将 假想 实体基 础底 面置 于桩 端平 面 以上 高度 处 , 取 为桩 长 的 l / 3处( 桩位 于 均 匀 并土 中时) 或进 入持 力层 深度 的 1 / 3 ( 桩 穿过 软弱土 层 并进入坚 硬 土 层 时) 这种 建议 涉及 的影 响 因素过 于单 一 , 因为假 想基 底位 置上 升 的因素很 多 , 采 用此法 不能全 面反 映这些情 况 。 2 . 2 . 2从群桩 桩顶 外 围按一 定斜率 ( 例如 角或 1 摘 要: 4 斜 率) 向下 扩 散增大 假想 实体基础 底面 积, 以考 虑桩群 外围 总剪应力 对沉 降分 析 的影 响 , 这是 T o ml i n s o n等人 的模式 。 2 . 2 . 3为 了改善地 基土 附加应 力估 计 的精 度 ,近年 来 国内外根 据 半无 限弹 性体 内集 中力 的 Mi n d l i n公 式发 展 了一 些估 计桩 基 荷载 功 能下地基 土 附加应 力 的方 法 , 还 有 一种将 Mi n d l i n解和 B o u s s i n e s q解 对 比来估 计等代 墩基 的等效 基底 附加应 力。 2 - 3 等效 功 能分层总和 法 等效 功 能法最 早 由黄强 , 刘 金砺 , ( 1 9 4 0 ) 提出, 随 后被 健既 桩基 技 术 规 范推 荐采 甩 此法 系将 均质 土 中群 桩 沉 降的 Mi n d l i n 解 和均 布 荷 载 下矩 形基 础 的 B o u s s i n e s q 解 之 比值用 以修 正等 代 墩基 的基底 附 加 应力 , 然后 按一般 分层总 和法计 算群桩 的沉 降。 3 . 结语 本文对 目前 国 内外 桩基础 的沉 降计 算理 论进行 了分析 , 包 括单桩 和群 桩 的沉 降分析 , 并对 它们 的优 缺 点和适 用 范围进 行 了论述 , 但应 该注 重 , 在 实际 中, 要采用 何种 理论要看 实 际的情况而 定 。
基础设计中减少地基沉降的几种方法
基础设计中减少地基沉降的几种方法杨晓静【摘要】The damage of foundation deformation are analyzed, this paper expounds the foundation in the design of the importance of the foundation settlement control and preventive measures. In the process of engineering project design work, the designer must be fully attaches importance to foundation settlement and foundation differential settlement problem, the correct recognition of the relationship between the two. In the case of appeared in excess of the prescribed standard, need further analysis reasons, guarantee the building on the design and use of security and stability. Especially because of the uneven settlement of foundation is easy to cause building oblique, to give attaches great importance to the safety problems, such as the collapse. This article through to settlement calculation analysis of several problems, further puts forward some measures to reduce the uneven settlement and its harm.%对地基变形造成的危害进行了分析,阐述了地基基础设计中控制地基沉降的重要性及预防措施.在开展工程项目设计工作过程中,设计人员必须要充分重视地基沉降量和地基沉降差问题,正确地识别这两者之间的关系.对于出现超过规定标准值的情况,需要进一步分析产生的原因,保证建筑物在设计上和使用中的安全稳定.尤其是因为基础的不均匀沉降容易引发建筑物倾斜、倒塌等安全问题需要给予高度重视.该文通过对沉降计算的若干问题进行分析,进一步提出了一些减少不均匀沉降及其危害的措施.【期刊名称】《科技创新导报》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】2页(P88-89)【关键词】地基变形;沉降;地基沉降量;不均匀沉降;倾斜【作者】杨晓静【作者单位】中冶东方工程技术有限公司内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TU4建筑物地基沉降主要就是在建筑物荷载作用下地基表面发生了竖向的位移情况,在建筑物地基出现不稳定沉降情况时,整个建筑物的结构变得不稳定,上部建筑结构的荷载也明显变的不均匀,同时建筑物形体也变得更加复杂且难以进行有效的控制,若再加上多方面不对称因素的影响,使得整个地基容易发生变形情况。
房屋建筑桩基础沉降的原因及预控对策分析
3 结束语 综上所述,根据当前我国房屋建筑桩基础沉降预控工作的
开展情况来看,常见的预控措施有建筑活动之前事先观察桩基础 周围环境、重视桩基础沉降预控设计工作,此外要尽可能地降低 房屋建筑工程周边环境带来的不良影响,不断提高房屋建筑工程 的工艺技术水平等,只有这样才能确保房屋建筑桩基础沉降现象 得到有效控制,提高工程项目后期应用的安全性与稳定性。
1 房屋建筑桩基础的原因 根据房屋建筑工程项目的开展情况来看,桩基础对于房建
工程的后期应用具有十分重要的意义。针对房屋建筑桩基础沉 降现象来说,通常情况下,相关均衡的桩基础沉降可以通过施 工建设活动中预留沉降标高等方式进行解决,对于房屋建筑工 程项目的影响十分有限。但是如果在此过程中因为水文条件、 地质条件等因素,导致桩基础水平方向承受的荷载力不均匀, 或者工程项目本身存在一定缺陷,导致桩基础出现不均匀沉降 现象,则会直接对建筑工程项目本身的安全性、稳定性造成严 重威胁,甚至直接会导致工程项目出现开裂、倾斜现象,直接 危害人民群众的生命安全[1]。
建筑桩基设计控制研究论文
建筑桩基设计控制研究摘要:本文讨论了多、高层建筑桩基设计中承载力计算和沉降量验算,并就选择合理的桩型和计算方法、基础计算软件提出了自己的见解。
关键词:建筑;桩基设计;控制;研究中图分类号:tu984 文献标识码:a 文章编号:桩基设计中承载力和沉降量验算都是十分重要的。
在设计过程中,需要仔细比较分析多种方案,在沉降控制日益重要的今天,选择合理的桩型和计算方法、计算软件,确保基础及整个结构的安全。
1 桩端持力层的选用及单桩承载力的确定在软土地基上建造12~25层左右的高层建筑时,常选用7-1或7-2层作为桩的持力层。
但该土层的分布及埋深也有较大差别,甚至在一个单体工程中也会有局部缺失的情况,这时可加长桩长,以第8甚至第9层为持力层。
有的建筑总荷载不大,可选用其它的土层作为持力层,如多层住宅中沉降控制复合桩基常以第5-1或5-2层为持力层。
在工程地质勘察报告中建议桩的持力层可能会有几层土,供设计者选用。
但不论采用哪一层土层作为持力层,都必须判断沉桩的可行性。
有时仅从建筑荷载要求考虑,认为选用较深较好的土层作为桩的持力层更为合理,但此时如须穿越较硬的土层,就需慎重研究选用哪一类桩及其沉桩的可能性。
工程桩承载力的确定,应根据荷载的大小、桩的类型、地表土的分层情况、桩身结构强度、沉桩的可能性,并参考实际工程桩单桩承载力的测试数据,来确定单桩的适宜承载力。
2 桩数的确定在桩数量计算时,先利用计算软件或用手算全部荷载的基底有效总压力。
一般的高层建筑可用下式粗略估算桩数量n=(fd+gd)/(1~0.8)rd (1)式中,n—总用桩数;fd+gd—基底有效总压力;rd—单桩竖向承载力设计值。
式中系数(1~0.8)为没有考虑水平荷载组合时用以估算桩数的影响系数,应按高层平面、形状、体型、结构体系及刚度的不同等因素选用,最后按荷载组合计算桩数。
在多层及较低的高层中,风荷载产生的倾覆弯矩工况下往往是控制因素;在较高的高层中,则多由地震作用产生的倾覆弯矩工况决定。
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附录一控制沉降为设计目标的减少沉降桩基础之研究*98’上海科技论坛活动之一:桩基设计新思路“以沉降量为控制指标的复合桩基设计学术研讨会”大会特邀报告杨敏(同济大学地下建筑与工程系,上海200092)提要减少沉降桩基础是现代桩土相互作用理论研究的重要成果之一,是建立在桩土相互作用理论基础上以控制沉降变形为设计原则的一种新型基础形式,本文简要介绍了减少沉降桩基础的发展和设计方法,提出了设计建议,并指出了有待进一步研究的问题。
关键词减少沉降桩桩土相互作用沉降一.引言减少沉降桩基础是指按控制地基沉降的原则设计的桩基础,也即在设计时由基础的沉降控制值来确定桩数和桩长。
减少沉降桩基础目前在工程界也往往被称为沉降控制复合桩基、以沉降量为控制指标的复合桩基或疏桩基础,在国外称为Creep pile foundation,有时也称为Friction pile foundation,Piled raft foundation,等等。
减少沉降桩基础是现代桩土相互作用理论研究的重要成果之一。
众所周知,在实际工程中设计采用桩基础的原因不外乎有二个:或是因为地基承载力不够,需要采用桩将上部结构荷载传到深层土或支撑于坚硬持力层,或是因为地基土将会发生*国家教委跨世纪优秀人才基金、国家教委优秀青年教师基金和上海市科技启明星计划资助较大的沉降变形,需要采用桩来减少沉降。
因此,合理和恰当的桩基础设计应根据采用桩基的目的不同而分三种不同的情况处理:1)所有荷载由桩承担;2)桩和筏板基础分担上部结构荷载,桩既要承担荷载同时也起到减少沉降变形的作用;3)桩用于减少或控制沉降,基础的承载力主要由基础板承担。
然而,目前的桩基础设计理论都是建立在满足承载力的基础上的,也即在桩基础设计时均按上述第一种情况处理,完全由上部结构荷载来确定桩数和桩长。
显然,对于由于沉降过大而设计采用桩基础的情况来说,采用这种传统的桩基础设计方法是过于保守的,造成了过高的基础工程费用,并且在设计概念上也不甚明确。
减少沉降桩基础就是以沉降控制为基础并在设计方法上也有别于上述常规桩基础的一项新型技术和基础型式,可用于天然地基强度能满足设计荷载要求但沉降却过大的情况下的地基基础设计,即在桩基础设计时按上述的第三种情况处理。
二.减少沉降桩基础的研究及发展1977年英国Burland教授等学者根据桩土相互作用理论的研究指出,对于天然地基的强度能满足设计荷载要求但沉降却过大的情况,可以采用少量的桩用于减少基础沉降变形。
1979年Hooper教授根据有限元的模拟分析,指出为了建立竖向刚度较大的桩土混合地基而需要的桩数并不多,桩数的进一步增加对减少最大沉降和差异沉降的作用非常小。
七、八十年代英国建筑研究所(BRE)对桩筏基础进行了一系列现场实测试验、室内模型试验和理论研究,1986年R.W.Cooke总结了他对伦敦硬土地区高层建筑桩基础研究的几十年成果,认为按照目前强度控制的桩基常规设计方法设计的桩基础的实际的安全系数要远大于设计中所取的2或3,并且指出,“在桩基础纯粹用来减少基础沉降的地方,均质土中模型桩的试验表明,在桩间距为4倍桩径时再加入更多的桩并不能显著地减少沉降。
试验结果和简单的分析方法均表明,6倍桩径或8倍桩径的桩间距几乎与小桩径时一样有效”。
进入八十年代后各国学者加强了对桩土相互作用课题的研究,并进行了大量的工程实践探索,取得了大量的研究成果。
上述采用少量的桩以减少基础沉降的理论观点至今已被发展成减少沉降桩技术。
八十年代初在瑞典进行了大量有关减少沉降桩基础的理论和现场试验的系统研究,并由J&W 设计顾问所提出了Creep Pile(屈服桩、或称蠕变形桩)的设计概念和方法,在瑞典得到了应用。
其设计基本原则是:最大限度地充分发挥桩的承载能力,使桩的安全系数等于1。
提出的设计方法为:Qb =qru Ab +∑Pi (i=1…m)式中,Qb 为建筑物总重量,Ab 为建筑物基底面积,m 为桩数,Pi 为第i 桩的屈服荷载,按土长期抗剪强度计算的桩破坏荷载计算(设计时取折减系数0.8),qru 为在不产生大沉降的情况下允许施加的最大基底荷载值。
1980年澳大利亚著名学者H.G.Poulos 教授根据筏-桩-土相互作用的分析提出了仅用于减少沉降桩基础的沉降计算公式:ρg =R G P A ρ1+0.946(P w -P A )(1-ν2)/BE式中,ρg 为基础沉降,ρ1为单桩在单位荷载下的沉降,P A 是各桩的极限承载力之和,R G 是群桩沉降与承担相同总荷载的单桩沉降之比,P w 是工作荷载。
在上式中,当P A >P w 时,P A 换成P w,P w 换成P A,由于减少沉降桩基础所具有的巨大经济效益,减少沉降桩在我国比在国外得到了更大的重视,进行了更多的工程实践。
早在1979年我国著名岩土工程前辈童翊湘先生基于群桩基础工作机理的分析,提出了分不同情况按沉降设计桩基的初步想法,例如,“当容许建筑物产生较多下沉,仅由天然地基不足而采用桩基时,可令土与桩共同承担外荷载,土的许可压力可用2-3T/m 2,余下的荷载由桩承受,每支桩可发挥其极限承载力P u ,同时应验算整个桩基的整体强度;在估算桩基下沉量时,要考虑土与桩两者共同传来的应力”。
八十年代中后期上海民用建筑设计院黄绍铭等人在所提出的以Geddes 应力解为基础的桩基沉降计算方法的基础上,提出减少沉降量桩基的设计思想和方法,并开始进行了工程实践尝试。
1991年在“减少沉降量桩基的设计与初步实践”(第六届全国土力学及基础工程学术会议论文集)一文中将其研究进行了总结,认为减少沉降量桩基实质上是以变形控制为原则、考虑桩与承台共同作用、介于天然地基上浅基础与桩基之间的一种基础形式,基础的极限荷载P u 和基础沉降S g 分别可按下列公式计算:P u =n (λP su +P pu )+R d FS g =∑σzg,i ∆H i /E s,i (i=1,m)式中,λ为修正系数,在软土中可近似取1.0;P su 、P pu 分别为单桩桩侧极限阻力和桩端极限阻力;R d 、F 分别为承台底埋深处地基土极限承载力和承台底面积;m为从桩端算起的压缩层深度范围内土体分层数;σzg,i 为第i层土的竖向应力平均值,由桩基中的群桩所承担的荷载在土中产生的应力和承台所承担的荷载在土中产生的应力所累加;∆H i 和E s,i 为第i层土的厚度及其相应的压缩模量。
从八十年代初开始同济大学展开了桩土相互作用课题的研究。
1988年杨敏等在“上海地区桩箱基础的沉降与整体倾斜分析”(工程勘察,1988年第4期)一文中讨论了在目前的桩基础设计中减少桩数节约工程造价的问题,指出“对于由沉降控制而确定用桩数量的桩箱基础来说,如果建筑物对沉降并不特别敏感,则在地基强度能够满足的情况下,减少用桩数量,基础的沉降虽有增加,也不会引起建筑物发生使用上的困难”,并于1989年开始在上海的多层和小高层建筑物的基础设计中应用减少沉降桩的概念进行了实际工程的应用实践,为交流和推动减少沉降桩基础的发展,1996年9月又在同济大学召开了我国首次“软土地基变形控制设计理论和工程实践学术讨论会”,较明确提出了在岩土工程中按变形控制设计桩基础和基坑支护结构的问题。
1992年南京建筑工程学院宰金珉教授提出了复合桩基的设计方法,并将“复合桩基”定义为系按大桩距(5-6桩径及其以上)布置的低承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦桩与承台底土体共同承载的桩基础。
在总体安全度K ≥2和总沉降小于容许沉降的双重控制下,单桩近似取用极限承载力,对于给定的基底面积A 和总荷载Q,当地基承载力设计值为f 的天然地基的承载力满足率ψ=fA/Q >0.5时,桩数n确定如下:n=(Q-ζfA)/(ξPu)式中,ζ为基底土承载力利用系数,一般取小于0.5;ξ为桩承载力利用系数,一般取小于0.8-0.9。
此外,九十年代初浙江温州市建筑设计院管自立工程师基于充分利用温州地区浅埋硬土层良好承载力的考虑,提出了疏桩基础的设计思想,提出对由传统桩基设计所确定的桩的数量和间距进行精减与疏布。
相对于传统的桩基设计法,管自立定义疏桩率η为:η=(n 桩-n 疏)/n 桩管自立认为,在饱和软土地基中,地基土对桩的容量存在一个“最佳桩容量”,对应于这个“最佳桩容量”时的建筑物沉降为最小,但就目前由于还处于推广疏桩基础的阶段,他建议疏桩率以控制在30%-45%为宜。
但应该指出,管自立提出的疏桩与前面所述的减少沉降桩并不完全一样,疏桩的设计目的主要是着眼于利用浅层硬土层的承载力,而后者是指完全按照沉降控制的原则确定桩数,从理论上来说不存在可以预先确定的“疏桩率”。
显然,减少沉降桩基础所具有的控制沉降性态是桩土相互作用体系内各桩及土相互作用的结果,因此按沉降控制设计桩基础的理论和方法必须充分考虑桩—筏—土系统内的相互作用问题,使桩数、桩长和基础板的设计与实际土的性态与分布及基础的沉降和稳定等要素直接联系起来。
1997年杨敏根据近似的桩土相互作用弹塑性分析从机理上讨论了桩数变化对基底下地基土中应力场的影响问题,如图1~2,从中发现,桩数的多少直接影响基础板以下的地基土中的应力场,从而将导致不同桩数时有不同的沉降结果,这与我们传统的实体深基础模型中所采用的基本假定是完全不同的。
-69.00-60.38-51.75-43.13-34.50-25.88-17.25-8.630.00-69.00-60.38-51.75-43.13-34.50-25.88-17.25-8.630.001.20 6.8012.4018.0023.6029.2034.8040.4046.0051.601.20 6.8012.4018.0023.6029.2034.8040.4046.0051.60303636424248485454606066666672727272787878788484849090909096图1基底下地基土中的附加应力等值线(N=50)-69.00-60.38-51.75-43.13-34.50-25.88-17.25-8.630.00-69.00-60.38-51.75-43.13-34.50-25.88-17.25-8.630.001.20 6.8012.4018.0023.6029.2034.8040.4046.0051.601.20 6.8012.4018.0023.6029.2034.8040.4046.0051.6042423636363642424242484848485454545460606060666666667272727278787884图2基底下地基土中的附加应力等值线(N=276)减少沉降桩这项新型基础形式和地基处理技术在我国的上海和温州等地区已得到较广泛的工程应用,至目前设计建造的多层建筑物已超过数百万平方米,1994年上海市地方标准《地基处理技术规范》(DBJ -40-94)也已将减少沉降桩基础列入其中,取名为“沉降控制复合桩基”,并根据至今所取得的科研成果和工程应用情况,对使用减少沉降桩基础的范围等进行了必要的规定和建议如下:“第12.1.1条沉降控制复合桩基是指桩与承台共同承担外荷载、按沉降要求确定用桩数量的低承台摩擦桩基,目前上海地区沉降控制复合桩基中的桩,宜采用桩身截面边长≤250mm、长细比在80左右的预制混凝土小桩。