地基基础工程概念设计成都.ppt

2020 2 1 1 各位同行大家好 中国建筑科学研究院研究员建筑行业生产力促进中心副主任中国建筑学会地基基础分会常务理事钱力航电话 01064517686 O址 100013北京市北三环东路30号 2020 2 1 2 地基基础设计施工 常见问题释疑与工程实例高层建筑筏形和箱形基础技术规范JGJ6 草稿建筑桩基技术规范JGJ94 2007报批稿建筑地基基础设计规范GB50007 2002学习与研究 2020 2 1 3 一地基基础概念设计 1概念设计的定义地基基础的概念设计是准确运用已有的科技知识 工程经验和技术标准 对地基基础工程从方案选择到施工检测全过程的概念性设计 2020 2 1 4 2概念设计的必要性 工程实际需要应用新技术只能用概念做设计 2020 2 1 5 3概念设计的特点 1应该在方案设计之前进行 2应该与建筑方案和上部结构的概念设计互动和协调 3是指导地基基础设计 施工 检测全过程的设计 4概念设计的依据是已有的科技知识 工程经验和技术标准的准确概念 5应该简洁明了 2020 2 1 6 4概念设计的主要内容 一工程概述 含环境与地质状况 二设计原则三设计指示1设计方案2地基设计3地基处理4基础设计5基坑支护四新技术应用 2020 2 1 7 地基基础方案的概念设计 1地基基础是为支承上部结构和实现建筑师的建筑方案服务的 只有充分了解建筑方案和上部结构的特点 了解其对地基基础的要求 才能做好地基基础的设计 2020 2 1 8 2场地和地质条件是进行地基基础设计的前提 在进行地基基础设计以前首先应充分了解拟建场地和地质条件 2020 2 1 9 3在概念设计阶段 如尚未进行地质勘察 则必须通过调查比对 尽可能了解拟建场地和地质条件 2020 2 1 10 4地质勘察宜细不宜粗 江河湖海边的沉积土层 有时相距离一 二m 土层也会剧变这一点 被许多人忽视 沉积土层比较均匀 的一般概念是不完整的 2020 2 1 11 5对于高 重建筑 地质勘察要求更应严格 对框架结构 甚至于排架结构采用独立柱基时 主张一柱一孔 2020 2 1 12 6天然地基浅基础总是首先应该考虑的方案 当天然地基不能满足设计要求时 再考虑人工地基方案 也即进行地基处理 如果是高层建筑则可考虑深基础或桩基础方案 2020 2 1 13 7不论是一般建筑还是高层建筑 均可采用多种基础方案 并不存在唯一性 只是必须进行方案比较 从中选择技术上先进 可靠 经济上合理的最优方案 2020 2 1 14 8影响方案选择的因素主要有 1 地基土质条件 例如北京的高层建筑 天然地基上的箱基和筏基应用较多 上海高度在40米以下的建筑 采用埋深不大于6米的箱基在某些地段是可行的 广州地质条件复杂 软土层厚薄不一 基础埋深变化很大 所以高层建筑大多采用桩基 2020 2 1 15 2 上部结构特性 上部结构形式不同 对基础的要求也不同 对地基不均匀沉降非常敏感的结构 须选择整体刚度大 调整不均匀沉降能力强的基础 例如箱形和筏形基础 或桩箱 桩筏基础 2020 2 1 16 3 建筑功能要求 有些建筑有人防 地下车库和设备层的要求 如地质条件许可 采用箱基或筏基则一举两得 既满足了使用要求 又满足了基础的技术要求 2020 2 1 17 4 抗震要求 在抗震设防区 抗震要求是选择基础方案的必须考虑的因素 箱基 筏基和桩箱 桩筏基础的抗震性能比较好 可供高重建筑物选用 2020 2 1 18 5 材料及施工条件 从钢材 水泥 木材三大材料来看 箱基和筏基的用量较大 预制桩次之 灌注桩不用木材 钢筋用量也较少 但水泥用量大 基础方案必须考虑材料的供应情况 施工条件主要是指施工机具设备 施工技术和经验等 2020 2 1 19 6 工程环境 在城市中心或某些特殊地区 不允许发生噪声和振动 就不能考虑预制桩方案 有些地区泥浆无法排放 就不能采用灌注桩基础 工程环境还包括相邻建筑物的影响 如打桩会造成附近建筑物因隆起而破坏 降水会引起邻近建筑物的下沉等 在确定基础方案时均应考虑 2020 2 1 20 7 基础造价 不同形式的基础造价固然不同 相同形式的基础造价也不一定相同 同样是箱形或筏形基础 土方运距不同 造价相差很大 2020 2 1 21 8 工期 对于某些工程 工期可能成为决定性的因素 因为缩短工期带来的经济效益和社会效益可能是最大的 9 地区性的习惯做法 2020 2 1 22 概念设计实例 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 2020 2 1 23 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 一工程概况1该工程位于北京市东三环北路 原为办公楼 公寓 宾馆各一幢组成的建筑群 办公楼高104m 地下3层 地上29层 平面为32 32m切角正方形 公寓 宾馆均为 高50 1m 地下3层 局部2层 地上15层 平面为L形 总平面如下图所示 2020 2 1 24 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 2020 2 1 25 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 2拟扩建办公楼一座 高23层 88m 建筑面积约24000m2 平立面形状 大小 风格与原办公楼一致 位置如上图红线所示 2020 2 1 26 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 3地质状况 参考原有地质报告 大致是 土层层厚 m 杂填土2 5粉质粘土5 6粉细砂2 9卵石1粉质砂土8粉细砂4卵石以下 2020 2 1 27 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 二设计原则1根据建筑方案 拟建工程距原办公楼仅4m 距锅炉房仅2m 地基基础设计除保证新楼自身安全外 主要考虑它对原办公楼及锅炉房的影响 2020 2 1 28 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 2新楼基坑开挖造成原办公楼和锅炉房一侧卸荷 可能引起原办公楼和锅炉房向另一侧倾斜 开挖过深则会造成原办公楼和锅炉房地基土滑移 二者向基坑倾斜 2020 2 1 29 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 3采用桩基础方案 保证新楼沉降最小 保证原有建筑物的安全 桩基沉降分析采用相互影响的计算方法 2020 2 1 30 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 4减小基坑开挖深度 采用一层地下室 以降低基坑开挖的难度 减少卸荷对原建筑物的影响 2020 2 1 31 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 5根据地下水状况 不采用人工降低地下水方法 少量进入基坑的水采用明沟排放 2020 2 1 32 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 6采用可靠的基坑支护方案 保证原有建筑物的安全 2020 2 1 33 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 三设计指示1采用一层地下室 地下室底标高为 4 0 4 5m 2020 2 1 34 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 2地下室底板须按规范进行验算 2020 2 1 35 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 3采用钻孔灌注桩 以卵石层为持力层 桩长约20m 桩径800mm 经估算单桩容许承载力为2800KN 其中侧阻为2000KN 端阻800 KN 2020 2 1 36 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 4采用后压浆技术 以提高单桩承载力 预期提高25 2020 2 1 37 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 5须进行单桩静荷载试验 数量不少于3根 并应进行后压浆与否的对比试验 2020 2 1 38 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 6根据试桩确定的单桩承载力调整桩数 但减少的桩数不得多于原桩数的25 2020 2 1 39 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 7根据基底平面为切角正方形及原有建筑物的限制 基坑支护采用钢筋混凝土拱圈方案 2020 2 1 40 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 8拱圈厚度 400mm 压顶梁厚度 500mm 拱圈底标高不得高于地下室底标高 2020 2 1 41 亮马河大厦扩建办公楼地基基础概念设计 9关于桩的后压浆技术的说明 略 2020 2 1 42 深基坑支护安全度的概念在概念设计中 深基坑开挖和支护是地基基础方案设计阶段应研究的问题 2020 2 1 43 基坑侧壁的安全等级及重要性系数 0 一级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重 0 1 10 二级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响 般 0 1 00 三级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重 0 0 90 应当注意的是支护结构是一种重要结构 不能将其与一般临时结构混为一谈 2020 2 1 44 基坑支护结构的主要方式和适用条件 1排桩或地下连续墙a适于基坑侧壁安全等级一 二 三级 b悬臂式结构在软上场地中 基坑深度不大于5m c当地下水位高于基坑底面时 宜采用降水 排桩加截水帷幕或地下连续墙 排桩最应注意的是进入基底以下的嵌固深度问题 2020 2 1 45 2水泥土墙a基坑侧壁安全等级宜为二 三级 b水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa c基坑深度不宜大于6m 2020 2 1 46 3土钉墙a基坑侧壁安全等级宜为二 三级的非软土场地 b基坑深度不宜大于12m c当地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 2020 2 1 47 土钉墙支护安全度 另一个文件 2020 2 1 48 4逆作拱墙a基坑侧壁安全等级宜为二 三级 b淤泥和淤泥质土场地不宜采用 c拱墙轴线的矢跨比不宜小于1 8 d基坑深度不宜大于12m e地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 逆作拱墙最大的问题是理论上有缺陷 2020 2