某高层建筑地基设计实例分析

最新 精品 范文 参考文献 专业论文 某高层建筑地基设计实例分析某高层建筑地基设计实例分析 某高层建筑地基设计实例分析 摘要 天然地基都有一定的承载力 当设计的基础应力超过天 然地基的承载力时 如何能充分利用天然地基的承载力 同时使超 过 天然地基承载力的部分采用桩基承担 使土的承载力得以充分 发挥 本文通过工程实例阐述复合地基在工程上的应用 关键词 复合地基 夯扩桩 设计计算 溶洞 中图分类号 TU4 文献标识码 A 文章编号 1 刚性桩复合地基特点 刚性桩复合地基即是采用刚性桩增强天然地基的部分土体 通 过设置于基础和桩之间的褥垫层来使增强体和地基土共同承担荷载 的人工地基 夯扩桩是沉管灌注桩的施工工艺与机械挤扩桩的桩基 基础相结合的产物 即用柴油锤等将内外双管打入桩位 采用夯扩 的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型 它具有止淤止 水 减少缩颈和断桩 工程造价低等优点 2 刚性桩复合地基的工作机理 刚性桩复合地基主要通过挤密 反映在桩土应力比上 和置换 反 映在置换率上 两种途径来大幅度地提高复合地基承载力 在外荷载 作用下 复合地基中桩与土是在等变形条件下工作的 由于桩土刚 度差异较大 桩身压缩变形量小于桩间土的压缩变形量 两者的差 距需由桩与土的相对位移来完成 由于刚性桩桩土应力及压缩模量 都较大 特别是桩端有好土时 将难于向下刺人满足变形协调 因 此 刚性桩复合地基设计计算中褥垫层的设置成为关键 有资料表 明 调节褥垫层的厚度能明显改变刚性桩复合地基的承载力与变形 刚性桩复合地基在加荷初期 是与基础直接接触的褥垫层受到垂直 荷载的作用而压缩 随着进一步的加荷 荷载将均匀地传递到桩顶 及桩间土 由于面积置换率小 在加荷不大时桩土应力比接近于 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 1 这时绝大部分荷载由桩间土承担 随着荷载增加 桩问土压缩沉 降加大 桩土应力比随之逐渐增大 上部荷载逐渐向桩转移 通过 褥垫层对荷载的调整作用 而使桩问土的承载力得以充分发挥 而 大于桩间土承载能力的荷载由桩承担 从而实现桩土共同作用 因 此 刚性桩复合地基可通过增大桩径 缩小桩间距来提高置换率 也可通过增加桩长 将桩打到硬土层来提高单桩承载力 大大提高 桩土应力比从而增大复合地基承载力 3 工程概况 某建筑物地上 16 层 一层地下室的住宅 楼高 54 00m 一期 地上总建筑面积 地下总建筑面积为 25604 场地的复杂程度 为二级 地基复杂程度为二级 建筑场地类别为三类 建筑物地基 基础设计等级为乙级 地下室底板板厚 400 mm 采用 C30 微膨胀混 凝土 4 刚性桩复合地基设计方案 根据补充施工勘探报告揭露的地质 本场地的岩溶发育 钻探 见洞率高 场地的基岩变化起伏大 为避免基础沉降大和地基承载 力小的问题 根据复合地基的承载机理 决定对塔楼部分采用刚性 桩复合地基的设计方案 选夯扩桩做为刚性桩是因为其在桩端形成 扩大头 提高了桩端支承面积 同时夯扩挤密了桩端土 增大了桩 端阻力 最终使得桩承载力得到提高 采用桩身直径 500 mm 扩大 头直径为 900mm 的夯扩桩 等边三角形布桩 桩中心距为 1 75m 桩 端持力层为地质资料中 2 3 编号的粉质粘土层或石灰岩面 桩 身混凝土强度等级均为 C25 由夯扩桩单桩竖向承载力特征值公式 Rk d Lixqsa 4xDx xqpa 根据钻孔资料计算出 Rk 范 围在 736kN 1183 kN 取所有钻孔承载力计算的平均值为 1000 kN 但因为基础在溶洞发育地区 所以对 Rk 取调整系数 0 6 则最后单 桩竖向承载力特征值为 600 kN 5 刚性桩复合地基设计 针对尽可能减少主楼的地基沉降这一目的 选用 600 的桩 以基底下 17 1m 的中粗砂层为桩端层 并要求进入 0 9m 设计桩长 17 0m 桩顶以上铺设 100mm 厚的级配砂石 计算得单桩承载力极限 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 值 Qu 2000kN 设计值 R 1200kN 桩间土承载力设计值 fsp 318 kPa 桩间土承载力折减系数 取 0 7 计算得桩土面积置换率 m 0 081 正方形布桩 计算桩中心距为 1 87m 结合基础形式 实 际采用矩形布桩 桩中心距为 1 850m x1 825 桩土面积置换率为 0 084 整个工程共布桩 684 根 5 1 设计计算 1 天然地基承载力特征值计算 勘察报告中提供的淤泥质土承载力特征值的经验值 fak 为 60kPa 基础底面土的加权平均重度 m 6kN m 地下室的抗 浮水位的高程按地勘报告为 0 00m 基础埋深 d 为 5 8m 对 18 层且有 1 层地下室的住宅塔楼 经深宽修正后的承载力特征值为 91kPa 根据广厦软件计算结果 建筑物每层结构自重加活载按 19kPa 考虑底板 计算 主楼地上 18 层 地下室 1 层共 19 层 则 基底附加压力 Po 19x19 16x5 8 268kPa 则复合地基竖向承载力特 征值 fspk 应不小于 268 kPa 2 桩间距的确定 复合地基竖向承载力特征值公式如下 1 1 1 2 式中 fspk 复合地基承载力特征值 kPa m 桩土面 积置换率 d 桩身外直径 m de 一根桩分担的处理地基 面积的等效圆直径 m 按等边三角形布桩时 de 可按 1 05s 取值 Ra 单桩竖向承载力特征值 kN Ap 包括桩芯土在内的桩横 截面全面积 m2 桩间土承载力折减系数 fsk 修正后 桩间土承载力特征值 kPa s 桩间距 由已知复合地基竖向承载力特征值 单桩竖向承载力特征值和 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 淤泥质土承载力特征值可由公式 1 1 求出桩土面积置换率 m 再由 1 2 公式即可确定桩间距 复合地基竖向承载力特征值计算表 则可初步确定桩间距为 1 75m 此时复合地基承载力特征值为 270 kPa 3 桩身强度确定 由桩身强度验算公式 Ra c Ap fc 式中 c 为工作条件系 数取 0 7 可得 fc 1000 0 7x0 19625 7 28N mm 查 混 凝土规范 选用 C25 fc 11 9N mm 满足要求 4 沉降计算 复合地基的沉降计算采用分层总和法进行 把总沉降量分为加 固区的沉降 S1 和下卧层的沉降 S2 总沉降采用两者之和 此处要 注意的是由于复合地基加固区是土体和增强体共同承担荷载 增加 体和土体应看做一个整体来考虑复合模量 由规范可知复合模量表 达式为 Esp Es x fspk fak 其中 fak 为天然地基土承载力特 征值 限于篇幅不再演算计算过程 最终沉降满足规范要求 3 结束语 通过该工程设计可初步得出以下体会 1 桩土共同作用是一个复杂过程 随着沉降的发展 桩 土的 荷载分担不断变化 为保证桩 土共同作用 使短桩和土的复合地 基的承载力充分发挥 刚性桩 长桩 顶面与基础底板间需有一定的 褥垫层 褥垫层须密实 均匀 2 刚性桩复合地基可以较好地发挥桩体和桩间土的效用 刚性 疏桩可以减少复合地基及下卧层的压缩量 达到控制沉降的目的 3 刚性桩复合地基在工程实际中 能有效降低造价 具有较好 的经济效益