论文某基础工程的设计.pdf

建筑地基基础工程的概念设计和实例分建筑地基基础工程的概念设计和实例分建筑地基基础工程的概念设计和实例分建筑地基基础工程的概念设计和实例分 析及岩土工程新技术的介绍析及岩土工程新技术的介绍析及岩土工程新技术的介绍析及岩土工程新技术的介绍 济南济南济南济南 济南济南济南济南 刘金波刘金波博士博士 中国建筑科学研究院地基基础研究所 中国建筑科学研究院地基基础研究所 电话 电话 010010 6451739864517398 1360105662113601056621电话 电话 010010 6451739864517398 1360105662113601056621 前言前言前言前言前言前言前言前言 从事程设计施的体会从事程设计施的体会 1 1 从事工程设计施工的体会 从事工程设计施工的体会 2 2 讲课的方法 讲课的方法 2 2 讲课的方法 讲课的方法 从基本概念出发 将一些工程实例和基本从基本概念出发 将一些工程实例和基本 概念结合讲解从这些工程实例中体会概概念结合讲解从这些工程实例中体会概概念结合讲解 从这些工程实例中体会概概念结合讲解 从这些工程实例中体会概 念 具体讲课采用提纲结合简图进行分析念 具体讲课采用提纲结合简图进行分析 讲解 讲解 3 3 讲课希望达到的效果 讲课希望达到的效果 1 1 帮助利用基本概念指导复杂工程问题 帮助利用基本概念指导复杂工程问题 1 1 帮助利用基本概念指导复杂工程问题 帮助利用基本概念指导复杂工程问题 处理 处理 2 2 增强创新意识和民族自信心 增强创新意识和民族自信心 3 3 和大家进行交流 和大家进行交流 3 3 和大家进行交流 和大家进行交流 一一地基基础概念设计地基基础概念设计一一地基基础概念设计地基基础概念设计 地基基础概念设计地基基础概念设计 地基基础概念设计地基基础概念设计 地基基础设计的的地基基础设计的的 一 地基基础设计的目的 一 地基基础设计的目的 地基基础设计的根本目的是满足建筑物对地基基础设计的根本目的是满足建筑物对 地基基础设计的根本目的是满足建筑物对地基基础设计的根本目的是满足建筑物对 承载力和变形的要求 承载力和变形的要求 地基基础设计包含三个步骤地基基础设计包含三个步骤 地基基础设计包含三个步骤 地基基础设计包含三个步骤 1 1 概念设计 概念设计 概念设计 概念设计 2 2 具体计算 具体计算 计算数据的分析和利用计算数据的分析和利用 3 3 计算数据的分析和利用 计算数据的分析和利用 二 二 地基基础概念设计地基基础概念设计 何为地基基础工程的概念设计何为地基基础工程的概念设计 1 1 何为地基基础工程的概念设计 何为地基基础工程的概念设计 所谓地基基础的概念设计就是将力学概念 所谓地基基础的概念设计就是将力学概念 所谓地基基础的概念设计就是将力学概念 所谓地基基础的概念设计就是将力学概念 土力学概念 岩土性质的基本概念 地质土力学概念 岩土性质的基本概念 地质 演化的科学规律地下水的渗流概念各演化的科学规律地下水的渗流概念各演化的科学规律 地下水的渗流概念 各演化的科学规律 地下水的渗流概念 各 种施工工艺的特点 各种结构体系的特点 种施工工艺的特点 各种结构体系的特点 岩土与结构的共同作用当地的经验等综岩土与结构的共同作用当地的经验等综岩土与结构的共同作用 当地的经验等综岩土与结构的共同作用 当地的经验等综 合应用到地基基础工程方案的确定中 称合应用到地基基础工程方案的确定中 称 为概念设计 为概念设计 举例魏公村支护泰安某程北京胡家举例魏公村支护泰安某程北京胡家 举例魏公村支护 泰安某工程 北京胡家举例魏公村支护 泰安某工程 北京胡家 楼工程 淄博基坑支护 某人工挖孔桩 楼工程 淄博基坑支护 某人工挖孔桩 概念设计分为概念设计分为 1 1 整体方案的概念 整体方案的概念 桥设计桥设计 乌克兰乌克兰 唐唐 1 1 整体方案的概念 整体方案的概念 桥设计桥设计 乌克兰乌克兰 唐唐 山山 2 2 施工工艺的概念 施工工艺的概念 3 3 经济的概念 经济的概念 3 3 经济的概念 经济的概念 4 4 环保的概念 介绍 环保的概念 介绍1 1 4 4 三三 进行概念设计的必要性进行概念设计的必要性 三三 进行概念设计的必要性进行概念设计的必要性 三三 进行概念设计的必要性进行概念设计的必要性 三三 进行概念设计的必要性进行概念设计的必要性 1 1 地基岩土种类多样工程特性不同 地基岩土种类多样工程特性不同 1 1 地基岩土种类多样工程特性不同 地基岩土种类多样工程特性不同 国标国标 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 将地基岩将地基岩 土分为岩石碎石土砂土粉土黏性土分为岩石碎石土砂土粉土黏性土分为岩石 碎石土 砂土 粉土 黏性土分为岩石 碎石土 砂土 粉土 黏性 土和人工填土等几大类 又补充了几类特土和人工填土等几大类 又补充了几类特 殊土如淤泥 红粘土 膨胀土 湿陷性土 殊土如淤泥 红粘土 膨胀土 湿陷性土 每一类土成因 工程特性差异很大 每一类土成因 工程特性差异很大 每类土成因 工程特性差异很大 每类土成因 工程特性差异很大 2 2 影响土力学性质的因素很多 影响土力学性质的因素很多 自身自身 1 1 受自身结构和应力史的影响 受自身结构和应力史的影响 2 2 受含水量的影响 受含水量的影响 2 2 受含水量的影响 受含水量的影响 3 3 受时间的影响 受时间的影响 4 4 受加荷受加荷 速率的影响 首钢曹妃店 降速率的影响 首钢曹妃店 降 水 水 水 水 5 5 受施工工艺的影响 挤土桩 钻孔桩 受施工工艺的影响 挤土桩 钻孔桩 地基基础工程设计中的两个重要指标地基基础工程设计中的两个重要指标 3 3 地基基础工程设计中的两个重要指标 地基基础工程设计中的两个重要指标 承载力和变形的确定计算存在很多不定因承载力和变形的确定计算存在很多不定因 素 理论还需完善 素 理论还需完善 4 4上部结构形式多样各有特点 各种结构体系 上部结构形式多样各有特点 各种结构体系 4 4 上部结构形式多样 各有特点 各种结构体系 上部结构形式多样 各有特点 各种结构体系 5 5 规范不可能解决所有问题 且在不断的完善提 规范不可能解决所有问题 且在不断的完善提 高 如后浇带桩的选型布置桩基的沉降计算高 如后浇带桩的选型布置桩基的沉降计算高 如后浇带 桩的选型布置 桩基的沉降计算高 如后浇带 桩的选型布置 桩基的沉降计算 存在的问题 一些规范之间存在着不协调 不存在的问题 一些规范之间存在着不协调 不 完善完善完善 完善 6 6 岩土工程领域目前已进入技术 设备竞争 创 岩土工程领域目前已进入技术 设备竞争 创 新的时代 施工工艺的好坏判断依赖基本概念新的时代 施工工艺的好坏判断依赖基本概念 如灌注桩成孔可分为如灌注桩成孔可分为 沉管成孔 钻入成孔 冲击成孔 抓掘成孔 沉管成孔 钻入成孔 冲击成孔 抓掘成孔 螺旋挖规的地法有螺旋挖规的地法有种种螺旋成孔 人工挖孔 规范列出的地基处理方法有近螺旋成孔 人工挖孔 规范列出的地基处理方法有近2020种 种 7 7 目前设计中过分依赖程序 考题 目前设计中过分依赖程序 考题 8 8 过细的分工要求有整体概念 易出现问题 过细的分工要求有整体概念 易出现问题 四 具体计算 四 具体计算具具 根据简化的数学模型采用手算或计算程序对地基根据简化的数学模型采用手算或计算程序对地基 基础工程的具体问题进行计算 基础工程的具体问题进行计算 基础工程的具体问题进行计算 基础工程的具体问题进行计算 具体计算必须与概念设计的思想结合起来才能发具体计算必须与概念设计的思想结合起来才能发 挥作用注意如下挥作用注意如下挥作用 注意如下 挥作用 注意如下 1 1 设计者在应用公式或计算软件时 应对软件和 设计者在应用公式或计算软件时 应对软件和 数学模型的适用条件有正确的理解了解这些假数学模型的适用条件有正确的理解了解这些假数学模型的适用条件有正确的理解 了解这些假数学模型的适用条件有正确的理解 了解这些假 定条件与工程实际的符合程度 如文克尔定条件与工程实际的符合程度 如文克尔 Ei kEi k 模型假定地基土上任点处变形与该 模型假定地基土上任点处变形与该 E winkerE winker 模型假定地基土上任一点处变形与该 模型假定地基土上任一点处变形与该 点承受的压力成正比 与其它点无关 实际地基点承受的压力成正比 与其它点无关 实际地基 是连续介质表面任点的变形量不仅取决于是连续介质表面任点的变形量不仅取决于是一连续介质 表面任一点的变形量不仅取决于是一连续介质 表面任一点的变形量不仅取决于 直接作用在该点的荷载 而且与整个地面荷载有直接作用在该点的荷载 而且与整个地面荷载有 关因此严格符合文克尔模型的地基是不存在 关因此严格符合文克尔模型的地基是不存在 关 因此严格符合文克尔模型的地基是不存在 关 因此严格符合文克尔模型的地基是不存在 2 2 了解计算方法的局限性和可能产生的偏 了解计算方法的局限性和可能产生的偏 差 避免盲目套用犯概念性的错误 复合差 避免盲目套用犯概念性的错误 复合 地基和桩基的沉降计算 地基和桩基的沉降计算 地基和桩基的沉降计算 地基和桩基的沉降计算 五 计算数据的分析和利用 五 计算数据的分析和利用 计算的数据要符合基本力学规律和类似的计算的数据要符合基本力学规律和类似的 计算的数据要符合基本力学规律和类似的计算的数据要符合基本力学规律和类似的 工程经验 济阳某工程工程经验 济阳某工程 二二地基基础工程设计中的地基基础工程设计中的一一些概念些概念二二地基基础工程设计中的地基基础工程设计中的一一些概念些概念 荷载的基本概念 荷载的基本概念 二二 地基基础工程设计中的些概念地基基础工程设计中的些概念二二 地基基础工程设计中的些概念地基基础工程设计中的些概念 一 荷载的基本概念 一 荷载的基本概念 地基基础工程设计中的荷载绝大部分都地基基础工程设计中的荷载绝大部分都程设计中的荷载大部分都程设计中的荷载大部分都 是承受上部结构荷载 根据是承受上部结构荷载 根据 建筑结构荷建筑结构荷 载规范载规范 上部结构荷载分为三类 上部结构荷载分为三类 载规范载规范 上部结构荷载分为三类 上部结构荷载分为三类 1 1 永久荷载 如结构自重 土压力等 永久荷载 如结构自重 土压力等 2 2 可变荷载 如楼面活荷载 屋面活荷载 可变荷载 如楼面活荷载 屋面活荷载 风 雪荷载等 风 雪荷载等 风 雪荷载等 风 雪荷载等 3 3 偶然荷载 如 爆炸力 撞击力等 偶然荷载 如 爆炸力 撞击力等 岩土工程设计中采用的荷载以上部结构荷岩土工程设计中采用的荷载以上部结构荷 载组合值的形式出现分为三种 载组合值的形式出现分为三种 载组合值的形式出现分为三种 载组合值的形式出现分为三种 1 1 基本组合 用于基础的弯 剪 冲和地 基本组合 用于基础的弯 剪 冲和地 基的滑移倾覆或稳定基的滑移倾覆或稳定基的滑移 倾覆或稳定 基的滑移 倾覆或稳定 2 2 标准组合 用于确定基础底面积 桩数 标准组合 用于确定基础底面积 桩数 3 3 准永久组合 用于计算建筑物的沉降 准永久组合 用于计算建筑物的沉降 差异沉降 倾斜 差异沉降 倾斜 差异沉降 倾斜 差异沉降 倾斜 天津某工程桩基天津某工程桩基 4 4对于抗浮计算只采用永久荷载不考对于抗浮计算只采用永久荷载不考 4 4 对于抗浮计算 只采用永久荷载 不考 对于抗浮计算 只采用永久荷载 不考 虑可变荷载的影响 虑可变荷载的影响 二 地基基础设计中的一些基本概念二 地基基础设计中的一些基本概念 1 1 土的组成 土的组成 土是固体颗粒 液态水和气体组成的多孔介质 土是固体颗粒 液态水和气体组成的多孔介质 2 2 土变形的时效性 土变形的时效性 和一般建筑材料相比 土的变形具有两个特点 和一般建筑材料相比 土的变形具有两个特点 是大变形二是变形的时效性是大变形二是变形的时效性一是大变形 二是变形的时效性 一是大变形 二是变形的时效性 土变形的时效性主要指土体的变形和时间有关 土变形的时效性主要指土体的变形和时间有关 在外力作用下颗粒趋向新的而稳定的位置移在外力作用下颗粒趋向新的而稳定的位置移 在外力作用下 颗粒趋向新的而稳定的位置移在外力作用下 颗粒趋向新的而稳定的位置移 动 土体因而产生变形 对于两相体系的饱和土 动 土体因而产生变形 对于两相体系的饱和土 当颗粒骨架变形孔隙减小时其中多余的孔隙水当颗粒骨架变形孔隙减小时其中多余的孔隙水当颗粒骨架变形 孔隙减小时其中多余的孔隙水当颗粒骨架变形 孔隙减小时其中多余的孔隙水 被挤出 对于三相体系非饱和土 孔隙间的气体被挤出 对于三相体系非饱和土 孔隙间的气体 首先被压缩 随后则是多余的气体和孔隙水被挤首先被压缩 随后则是多余的气体和孔隙水被挤 出出出 出 由于固体骨架与孔隙水之间的摩擦 使得孔隙水由于固体骨架与孔隙水之间的摩擦 使得孔隙水 和气体的排出受到阻碍 从而使变形延迟 故土和气体的排出受到阻碍 从而使变形延迟 故土和气体的排出受到碍从而使变形延故和气体的排出受到碍从而使变形延故 的应力变化与变形均是时间的函数 工程中的的应力变化与变形均是时间的函数 工程中的 表现粘性土 砂土 地基规范给出不同土沉降完表现粘性土 砂土 地基规范给出不同土沉降完 成情况 天津某水库举例成情况 天津某水库举例成情况 天津某水库举例成情况 天津某水库举例 3 3 软土的工程性质 软土的工程性质 1 1 天然含水量高 孔隙比大 压缩性高 变形 天然含水量高 孔隙比大 压缩性高 变形 大 大 2 2 透水性低 采用挤土桩时要特别注意 透水性低 采用挤土桩时要特别注意 3 3 压缩性高 压缩性高 4 4 抗剪强度低 抗剪强度低 5 5 具流变性 包括蠕变特性 流动特性应力松 具流变性 包括蠕变特性 流动特性应力松 5 5 具流变性 包括蠕变特性 流动特性应力松 具流变性 包括蠕变特性 流动特性应力松 弛特性和长期强度特性 弛特性和长期强度特性 4 4液化土基本概念及在桩基设计对应的设计概念液化土基本概念及在桩基设计对应的设计概念 4 4 液化土基本概念及在桩基设计对应的设计概念 液化土基本概念及在桩基设计对应的设计概念 5 5 湿陷性黄土的基本概念 湿陷性黄土的基本概念 主要表现在浸水后产生附加沉降 扩大桩的概念 主要表现在浸水后产生附加沉降 扩大桩的概念 国贸三期试验 国贸三期试验 6 6 回填土的基本概念 回填土的基本概念 工程例子涉县 江苏 工程例子涉县 江苏 7 7 坡地 岸边 施工工艺 桩配筋 坡地 岸边 施工工艺 桩配筋 7 7 坡地 岸边 施工工艺 桩配筋 坡地 岸边 施工工艺 桩配筋 8 8 岩石 特别注意软岩 遇水易软化的强风化岩 岩石 特别注意软岩 遇水易软化的强风化岩 全风化岩桩基规范的体现 全风化岩桩基规范的体现 全风化岩 桩基规范的体现 全风化岩 桩基规范的体现 9 9 地下水的影响 地下水的影响 上滞水上滞水 1 1 上层滞水 上层滞水 潜水 潜水 2 2 潜水 潜水 3 3 承压水 承压水 4 4 地下水对工程的影响 地面下沉 地下水对工程的影响 地面下沉建筑物建筑物 4 4 地下水对工程的影响 地面下沉 地下水对工程的影响 地面下沉 建筑物建筑物 上浮 基坑破坏 北京某工程 上浮 基坑破坏 北京某工程 1010 地基承载力 地基承载力 1010 地基承载力 地基承载力 影响地基承载力的因素很多 包括 影响地基承载力的因素很多 包括 1 1 土质 土层的埋藏顺序 土质 土层的埋藏顺序 质层的藏顺序 质层的藏顺序 2 2 基础底面的的形状 大小 基础底面的的形状 大小 3 3 基础埋深 基础埋深 4 4 地下水位情况 地下水位情况 5 5 时间因素 加层 时间因素 加层 有关地基承载力的些新问题有关地基承载力的些新问题 6 6 有关地基承载力的一些新问题 有关地基承载力的一些新问题 1111 地基变形 地基变形 1 1 地基变形包括的内容 地基变形包括的内容 2 2 目前的计算方法及存在的问题 目前的计算方法及存在的问题 2 2 目前的计算方法及存在的问题 目前的计算方法及存在的问题 1212 复合地基的基本概念 复合地基的基本概念 一般认为复合地基是指天然地基在地基处理过程一般认为复合地基是指天然地基在地基处理过程 般认为复合地基是指天然地基在地基处理过程般认为复合地基是指天然地基在地基处理过程 中部分土体得到增强 或被置换 或在天然地基中部分土体得到增强 或被置换 或在天然地基 中设置加强体 加固区是由中设置加强体 加固区是由天然地基土或被改良天然地基土或被改良中设置加强体 加固区是由中设置加强体 加固区是由天然地基土或被改良天然地基土或被改良 的天然地基土的天然地基土和加强体两部分组成的人工地基 和加强体两部分组成的人工地基 复合地基分为 复合地基分为 复合地基分为 复合地基分为 1 1 竖向增强体复合地基 竖向增强体复合地基 水平增强体复合地基 水平增强体复合地基 2 2 水平增强体复合地基 水平增强体复合地基 复合地基最新发展 多桩型 加筋 非均匀布桩 复合地基最新发展 多桩型 加筋 非均匀布桩 复合地基最新发展 多桩型 加筋 非均匀布桩 复合地基最新发展 多桩型 加筋 非均匀布桩 褥垫层厚度与桩径比 独立基础复合地基 褥垫层厚度与桩径比 独立基础复合地基 强调复合地基的基本概念对于欠固结土膨胀强调复合地基的基本概念对于欠固结土膨胀 强调复合地基的基本概念 对于欠固结土 膨胀强调复合地基的基本概念 对于欠固结土 膨胀 土 湿陷性黄土 可液化土等应特别注意 杭州土 湿陷性黄土 可液化土等应特别注意 杭州 某工程 某工程 某工程 某工程 1313 桩基础的基本概念 桩基础的基本概念 桩的基本概念 利用桩身远大于土的刚度桩的基本概念 利用桩身远大于土的刚度 将上部结构的荷载传至桩周和桩端将上部结构的荷载传至桩周和桩端岩土中岩土中 桩和与其相联接的承台构成桩基础 桩和与其相联接的承台构成桩基础 桩的类型很多 各有特点和应用范围桩的类型很多 各有特点和应用范围 复合地基和复合复合地基和复合 1414 复合地基和复合 复合地基和复合 桩基的概念桩基的概念 R 1 1 复合地基承载力 复合地基承载力 2 2 复合桩基承载力 复合桩基承载力 sk p a spk AfRR fm A R mf 1 2 2 复合桩基承载力 复合桩基承载力 3 3 复合桩基的应用 复合桩基的应用 条件条件 cakca AfRR 条件 条件 4 4 宝洁公司工程 宝洁公司工程 实例实例 三 施工工艺的概念 三 施工工艺的概念 目前岩土工程施工工艺较多 且在不断发展完善 目前岩土工程施工工艺较多 且在不断发展完善 介绍各施工工艺特别需要注意的问题 设计中应介绍各施工工艺特别需要注意的问题 设计中应 有足够的重视有足够的重视有足够的重视 有足够的重视 1 1 泥浆护壁钻孔灌注桩 泥浆问题 旋挖钻机 泥浆护壁钻孔灌注桩 泥浆问题 旋挖钻机 发展方向 发展方向 发展方向 发展方向 2 2 长螺旋压灌桩 工艺介绍 优缺点 长螺旋压灌桩 工艺介绍 优缺点 3 3 预应力管桩 优缺点 预应力管桩 优缺点 4 4 夯扩桩 优缺点 适用范围 夯扩桩 优缺点 适用范围 5 5 水泥土桩 有效桩长 施工易出现的问题 水泥土桩 有效桩长 施工易出现的问题 6 6 CFGCFG桩 桩 6 6 CFGCFG桩 桩 7 7桩基选型的桩基选型的一一些概念探讨些概念探讨桩基选型的桩基选型的一一些概念探讨些概念探讨7 7 桩基选型的些概念探讨桩基选型的些概念探讨 桩基选型的些概念探讨桩基选型的些概念探讨 1 1 凡嵌岩桩必为端承桩 凡嵌岩桩必为端承桩 1 1 凡嵌岩桩必为端承桩 凡嵌岩桩必为端承桩 导致嵌岩深度加大 工期延长 导致嵌岩深度加大 工期延长 造造 价提高价提高 例题例题 2 2 将挤土桩一沉管灌注用于高层建筑 规范编将挤土桩一沉管灌注用于高层建筑 规范编将挤土桩一沉管灌注用于高层建筑 规范编将挤土桩一沉管灌注用于高层建筑 规范编 管管管管制中对沉制中对沉管管桩的争议 制中对沉桩的争议 制中对沉管管桩的争议 桩的争议 由于挤土效应造成断桩 缩颈 上浮 事故频由于挤土效应造成断桩 缩颈 上浮 事故频 某会中部桩废南某某会中部桩废南某发且严重 如 某会展中心全部桩报废 云南某发且严重 如 某会展中心全部桩报废 云南某 大厦筏板开裂 不得不加固处理大厦筏板开裂 不得不加固处理 3 3 预制桩质量稳定性高于灌注桩预制桩质量稳定性高于灌注桩 3 3 预制桩质量稳定性高于灌注桩预制桩质量稳定性高于灌注桩 优于沉管灌注桩是肯定的 注意三点优于沉管灌注桩是肯定的 注意三点 沉桩挤土效应 沉桩挤土效应 沉桩挤土效应 沉桩挤土效应 无法穿透硬夹层 桩长受限制 无法穿透硬夹层 桩长受限制 单桩承载力可调范围小难于实现单桩承载力可调范围小难于实现 单桩承载力可调范围小 难于实现单桩承载力可调范围小 难于实现 变刚度调平设计变刚度调平设计 4 4 4 4 人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠 4 4 4 4 人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠人工挖孔桩质量可靠 地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔 直观地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔 直观地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔 直观地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔 直观 检查持力层 且无断桩缩颈现象 检查持力层 且无断桩缩颈现象 隐患 隐患 边挖边抽水细粒流失地沉边挖边抽水细粒流失地沉 边挖孔边抽水 细颗粒流失 地面下沉 乃边挖孔边抽水 细颗粒流失 地面下沉 乃 至整体脱落至整体脱落 临近新灌注混凝土桩抽水 带走水泥 造成离析 临近新灌注混凝土桩抽水 带走水泥 造成离析 在流动性淤泥中挖孔 引起淤泥侧向流动 在流动性淤泥中挖孔 引起淤泥侧向流动 在流动性淤泥中挖孔 引起淤泥侧向流动 在流动性淤泥中挖孔 引起淤泥侧向流动 导致土体失稳滑移 将桩体推歪 推断 东平工程 导致土体失稳滑移 将桩体推歪 推断 东平工程 天津工程 天津工程 四 经济的概念 四 经济的概念 四 经济的概念 四 经济的概念 考虑经济概念时应综合考虑以下几方面 考虑经济概念时应综合考虑以下几方面 1 1 地基处理的费用 地基处理的费用 2 2对应的基础费用对应的基础费用 2 2 对应的基础费用 对应的基础费用 3 3 工期的影响 工期的影响 4 4 后浇带 降水的影响 长清大厦 威海 后浇带 降水的影响 长清大厦 威海 某降水工程 某降水工程 某降水工程 某降水工程 三 概念设计在工程中的具体体现三 概念设计在工程中的具体体现三 概念设计在工程中的具体体现三 概念设计在工程中的具体体现 1 1 桩的施工工艺的正确判断 桩的施工工艺的正确判断 1 1 提出的原因 新工艺很多 提出的原因 新工艺很多 2 2 承载力是由土提供的 施工工艺如何对提高土 承载力是由土提供的 施工工艺如何对提高土 的性质有利 的性质有利 举例 大直径桩承载力喀麦隆某拱形构筑 举例 大直径桩承载力喀麦隆某拱形构筑 3 3 举例 大直径桩承载力 喀麦隆 某拱形构筑 举例 大直径桩承载力 喀麦隆 某拱形构筑 物 物 合理桩距 合理桩距 2 2墙下布桩基础底板厚度问题墙下布桩基础底板厚度问题 2 2 墙下布桩基础底板厚度问题 墙下布桩基础底板厚度问题 3 3 主裙楼联体问题 主裙楼联体问题 1 1 后浇带的基本概念 前后变化浇注时间 后浇带的基本概念 前后变化浇注时间 1 1 后浇带的基本概念 前后变化 浇注时间 后浇带的基本概念 前后变化 浇注时间 2 2 裙楼抗浮问题及最优设计 最优采用配重 尽 裙楼抗浮问题及最优设计 最优采用配重 尽 可能采用短桩 可能采用短桩 可能采用短桩 可能采用短桩 3 3 裙楼对主楼的影响问题 偏心注意计算方法 裙楼对主楼的影响问题 偏心注意计算方法 3 3 裙楼对主楼的影响问题 偏心 注意计算方法 裙楼对主楼的影响问题 偏心 注意计算方法 偏移方向 偏移方向 4 4 裙楼和主楼连接注意问题 试验结果潍坊某 裙楼和主楼连接注意问题 试验结果潍坊某 4 4 裙楼和主楼连接注意问题 试验结果 潍坊某 裙楼和主楼连接注意问题 试验结果 潍坊某 工程处理 底板连接 工程处理 底板连接 5 5 主裙楼采用不同基础形式问题 济南某工程 主裙楼采用不同基础形式问题 济南某工程 5 5 主裙楼采用不同基础形式问题 济南某工程 主裙楼采用不同基础形式问题 济南某工程 设计中设计中 度度 的掌握 昌平工程 潍坊某工程处的掌握 昌平工程 潍坊某工程处 理 理 抗浮桩设计问题 目前存在的问题北辰大 抗浮桩设计问题 目前存在的问题北辰大6 6 抗浮桩设计问题 目前存在的问题 北辰大 抗浮桩设计问题 目前存在的问题 北辰大 厦 一中心 厦 一中心 5 5嵌岩桩概念 嵌岩桩的必要性 嵌岩桩概念 嵌岩桩的必要性 5 5 嵌岩桩概念 嵌岩桩的必要性 嵌岩桩概念 嵌岩桩的必要性 6 6 基础变形的基本概念 基础变形的基本概念 1 1 地基变形特征分为沉降量 沉降差 倾斜 局部倾斜 地基变形特征分为沉降量 沉降差 倾斜 局部倾斜 2 2 变形的计算 基本概念 变形的计算 基本概念 2 2 变形的计算 基本概念 变形的计算 基本概念 3 3 变形和基础底板的关系 变形和基础底板的关系 4 4 不同的结构体系控制变形的指标 不同的结构体系控制变形的指标 4 4 不同的结构体系控制变形的指标 不同的结构体系控制变形的指标 5 5 变形和承载力之间的关系 鸟巢工程 其它上海 天 变形和承载力之间的关系 鸟巢工程 其它上海 天 津工程 津工程 津津 6 6 持力层分布对变形的影响 问题的提出原因 深厚持力持力层分布对变形的影响 问题的提出原因 深厚持力 层 层 控制变的法控制变的法 7 7 控制变形的方法控制变形的方法 1 1 减小附加压力 嘉汇 减小附加压力 嘉汇 2 2 增加加强体的长度是最有效的方法之 北京胡 增加加强体的长度是最有效的方法之 北京胡 2 2 增加加强体的长度 是最有效的方法之一 北京胡 增加加强体的长度 是最有效的方法之一 北京胡 家楼 昆仑饭店 万豪世纪中心 家楼 昆仑饭店 万豪世纪中心 3 3 采用变刚度调平设计 采用变刚度调平设计 3 3 采用变刚度调平设计 采用变刚度调平设计 8 8 桩的水平承载力问题 桩的水平承载力问题 桩土承台体系在扣除土的水平抗力之后 桩土承台体系在扣除土的水平抗力之后 按水平变形按水平变形40mm40mm取值 两桩带承台固接体取值 两桩带承台固接体 系的水平极限承载力为系的水平极限承载力为5400kN5400kN 其中单桩 其中单桩 水平极限承载力为水平极限承载力为2700kN2700kN 这与 这与HP3HP3 HP4HP4水平极限承载力为水平极限承载力为2700kN2700kN 这与 这与HP3HP3 HP4HP4 自由单桩的水平静载试验结果 单桩水平自由单桩的水平静载试验结果 单桩水平 极限荷载为极限荷载为1700kN1700kN 相比单桩水平极限 相比单桩水平极限极限荷载为极限荷载为1700kN 1700kN 相比 单桩水平极限 相比 单桩水平极限 荷载提高了荷载提高了59 59 9 9 9 9变刚度调平设计变刚度调平设计变刚度调平设计变刚度调平设计 9 9 9 9 变刚度调平设计变刚度调平设计变刚度调平设计变刚度调平设计 基本概念基本概念考虑上部结构形式考虑上部结构形式荷载和地层分布荷载和地层分布基本概念基本概念考虑上部结构形式考虑上部结构形式荷载和地层分布荷载和地层分布 基本概念基本概念 考虑上部结构形式考虑上部结构形式 荷载和地层分布荷载和地层分布基本概念基本概念 考虑上部结构形式考虑上部结构形式 荷载和地层分布荷载和地层分布 及相互作用效应 通过调整桩径 桩长 桩距等及相互作用效应 通过调整桩径 桩长 桩距等及相互作用效应 通过调整桩径 桩长 桩距等及相互作用效应 通过调整桩径 桩长 桩距等 改变桩土刚度分布改变桩土刚度分布使建筑物沉降趋于均匀使建筑物沉降趋于均匀承承改变桩土刚度分布改变桩土刚度分布使建筑物沉降趋于均匀使建筑物沉降趋于均匀承承改变桩土刚度分布改变桩土刚度分布 使建筑物沉降趋于均匀使建筑物沉降趋于均匀 承承改变桩土刚度分布改变桩土刚度分布 使建筑物沉降趋于均匀使建筑物沉降趋于均匀 承承 台内力降低的设计原则称为变刚度调平设计 台内力降低的设计原则称为变刚度调平设计 台内力降低的设计原则称为变刚度调平设计 台内力降低的设计原则称为变刚度调平设计 变刚度调平设计的原因及实质 变刚度调平设计的原因及实质 变刚度调平设计的原因及实质 变刚度调平设计的原因及实质 1 1 1 1 天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征 1 1 1 1 天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征天然地基箱形基础变形特征 图图1 1 北京中信国际大厦箱基沉降等值线 北京中信国际大厦箱基沉降等值线 s s单位 单位 cmcm 高高104m 104m 框筒结构 双层箱基高框筒结构 双层箱基高11 8m11 8m Smax 12 5 cm Smax 12 5 cm Smax 0 004LSmax 0 004L 2 2 桩筏基础的变形特征桩筏基础的变形特征 桩筏基础的变形特征桩筏基础的变形特征 图图2 2 南银大厦桩筏基础沉降等值线 建成一年 南银大厦桩筏基础沉降等值线 建成一年 s s单位 单位 cmcm 高高113m113m 框筒结构 框筒结构 400PHC 400PHC桩 桩 L 11m L 11m 均匀布桩 筏板厚均匀布桩 筏板厚 2 5m 2 5m 建成一年 建成一年 Smax 0 002LSmax 0 002L 3 3 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应 降降降降 1 1 碟形沉 1 1 碟形沉降降 碟形沉 碟形沉降降 引起承台 上部结构的次内力引起承台 上部结构的次内力引起承台 上部结构的次内力引起承台 上部结构的次内力 2 2 2 2 马鞍形反力分布马鞍形反力分布 马鞍形反力分布马鞍形反力分布 2 2 2 2 马鞍形反力分布马鞍形反力分布 马鞍形反力分布马鞍形反力分布 导致基础的整体弯矩 冲切力 剪力增大导致基础的整体弯矩 冲切力 剪力增大导致基础的整体弯矩 冲切力 剪力增大导致基础的整体弯矩 冲切力 剪力增大 以图以图以图以图1 1 1 1北京中信国际大厦为例北京中信国际大厦为例整体弯矩较均布反力增加整体弯矩较均布反力增加北京中信国际大厦为例北京中信国际大厦为例整体弯矩较均布反力增加整体弯矩较均布反力增加以图以图以图以图1 1 1 1北京中信国际大厦为例北京中信国际大厦为例 整体弯矩较均布反力增加整体弯矩较均布反力增加北京中信国际大厦为例北京中信国际大厦为例 整体弯矩较均布反力增加整体弯矩较均布反力增加 16 2 16 2 对于图 对于图3 3所示桩筏基础 整体弯矩较均布反力将增所示桩筏基础 整体弯矩较均布反力将增16 2 16 2 对于图 对于图3 3所示桩筏基础 整体弯矩较均布反力将增所示桩筏基础 整体弯矩较均布反力将增 加加50 50 以上 以上 加加50 50 以上 以上 4 4 变刚度调平设计变刚度调平设计 图图4 4 均匀布桩与变刚度调平布桩均匀布桩与变刚度调平布桩 的变形与反力示意的变形与反力示意 图图5 5 变刚度布桩模式变刚度布桩模式 1 1 局部增强 局部增强 1 1 局部增强 局部增强 如图如图如图如图4 4 4 4 a a a a 如图如图如图如图4 4 4 4 a a a a 2 2 桩基变刚度 桩基变刚度 2 2 桩基变刚度 桩基变刚度 如图如图4 4 b b c d c d 如图如图4 4 b b c d c d 增强核心筒区增强核心筒区 弱化外围弱化外围 局部平衡局部平衡增强核心筒区增强核心筒区 弱化外围弱化外围 局部平衡局部平衡增强核心筒区增强核心筒区 弱化外围弱化外围 局部平衡局部平衡增强核心筒区增强核心筒区 弱化外围弱化外围 局部平衡局部平衡 3 3 主裙连体变刚度 主裙连体变刚度 3 3 主裙连体变刚度 主裙连体变刚度 增强主体 弱化裙房增强主体 弱化裙房增强主体 弱化裙房增强主体 弱化裙房 4 4 上部结构 上部结构 4 4 上部结构 上部结构 基础基础基础基础 地基 桩土 共同工作分析 地基 桩土 共同工作分析 地基 桩土 共同工作分析 地基 桩土 共同工作分析 深深 化 细化概念设计 计算沉降 承台内力与配筋 化 细化概念设计 计算沉降 承台内力与配筋 深深 化 细化概念设计 计算沉降 承台内力与配筋 化 细化概念设计 计算沉降 承台内力与配筋 5 5 试验验证试验验证 粉质粘土地基 粉质粘土地基 2020层框筒结构层框筒结构1 101 10现场模型试验现场模型试验粉质粘土地基 粉质粘土地基 2020层框筒结构层框筒结构1 101 10现场模型试验现场模型试验 图图6 6 等桩长与变桩长模型试验等桩长与变桩长模型试验图图等长与变长模试验等长与变长模试验 表表1 1 桩顶反力 桩顶反力 F 3250KNF 3250KN 表表顶顶 6 6 变刚度调平概念设计优点变刚度调平概念设计优点 6 6 变刚度调平概念设计优点变刚度调平概念设计优点 减小核筒冲切力降低承台整体弯矩减小核筒冲切力降低承台整体弯矩1 1 减小核心筒冲切力 降低承台整体弯矩 减小核心筒冲切力 降低承台整体弯矩 2 2 优化承台设计 降低造价 优化承台设计 降低造价2 2 优化承台设计 降低造价 优化承台设计 降低造价 3 3 减小差异变形 降低上部结构刚度次应力 减小差异变形 降低上部结构刚度次应力 提高耐久性提高耐久性提高耐久性提高耐久性 4 4 合理发挥桩土共同作用 合理发挥桩土共同作用 合理发挥桩土共同作用 合理发挥桩土共同作用 7 7 变刚度调平的应用变刚度调平的应用变刚度调平的应用变刚度调平的应用 四 岩土工程新技术介绍四 岩土工程新技术介绍 四 岩土工程新技术介绍四 岩土工程新技术介绍 一 灌注桩后注浆 一 灌注桩后注浆 1 为什么灌注桩应采用后注浆进行处理 2灌注桩后注浆工艺简介 2 灌注桩后注浆工艺简介 3 科学研究和对比试验结果 4 技术经济效益和应用工程情况 5灌注桩后注浆优点 5 灌注桩后注浆优点 1 1 为什么灌注桩应采用后注浆进行处理为什么灌注桩应采用后注浆进行处理 灌注桩具有适用于不同地层条件 桩径桩长变幅大 灌注桩具有适用于不同地层条件 桩径桩长变幅大 无噪声振动等优点 随着高层建筑的大量兴建 已无噪声振动等优点 随着高层建筑的大量兴建 已无噪声振动等优点 随着高层建筑的大量兴建 已无噪声振动等优点 随着高层建筑的大量兴建 已 发展为建筑工程的主导桩型 发展为建筑工程的主导桩型 也是铁路 公路 城也是铁路 公路 城 市立交桥基的传统桩型市立交桥基的传统桩型 但灌注桩有其自身的缺陷 但灌注桩有其自身的缺陷 市立交桥基的传统桩型市立交桥基的传统桩型 但灌注桩有其自身的缺陷 但灌注桩有其自身的缺陷 如桩底沉渣 桩侧泥皮等这些因素影响桩的承载力如桩底沉渣 桩侧泥皮等这些因素影响桩的承载力 发挥和稳定 发挥和稳定 发挥和稳定 发挥和稳定 针对灌注桩的上述一些缺陷 中国建筑科学研究针对灌注桩的上述一些缺陷 中国建筑科学研究 院地基基础研究所于院地基基础研究所于9090年代初先后研究开发了泥浆年代初先后研究开发了泥浆院地基基础研究所于院地基基础研究所于9090年代初先后研究开发了泥浆年代初先后研究开发了泥浆 护壁灌注桩桩底 护壁灌注桩桩底 桩侧后注浆专利技术 桩侧后注浆专利技术 该技术现已应用于北京 上海 天津 武汉 福州 汕头 厦门 宜春 杭州 济南 廊坊 等地的几百项高层建筑的桩基工程 技术 经济 效益显著 灌注桩后注浆技术通过了国家科委组织的技术灌注桩后注浆技术通过了国家科委组织的技术 鉴定 被建设部授予重点科技推广项目和国家级工法 被建设部授予重点科技推广项目和国家级工法 获国家发明专利 专利号ZL9416598 1和多项 实用新型专利实用新型专利 2灌注桩后注浆工艺简介灌注桩后注浆工艺简介2 灌注桩后注浆工艺简介灌注桩后注浆工艺简介 桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装桩底注浆阀安装 注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼注浆阀设置完毕的钢筋笼 3 3 科学研究和对比试验结果 科学研究和对比试验结果 1 1 承载力增强机理承载力增强机理承载力增强机理承载力增强机理 固化效应 沉渣和泥皮被固固化效应 沉渣和泥皮被固固化效应 沉渣和泥皮被固固化效应 沉渣和泥皮被固 化化 伴随扩底和扩径效应伴随扩底和扩径效应化化 伴随扩底和扩径效应伴随扩底和扩径效应化化 伴随扩底和扩径效应伴随扩底和扩径效应化化 伴随扩底和扩径效应伴随扩底和扩径效应 充填胶结效应 粗粒土充填胶结效应 粗粒土 卵卵 砾砾 粗中砂粗中砂 因渗入注浆被因渗入注浆被 充填胶结效应 粗粒土充填胶结效应 粗粒土 卵卵 砾砾 粗中砂粗中砂 因渗入注浆被因渗入注浆被 胶结胶结胶结胶结胶结胶结胶结胶结 加筋效应 细粒土加筋效应 细粒土 粘性土粘性土 粉土粉土 粉细砂粉细砂 因劈裂注浆因劈裂注浆 加筋效应 细粒土加筋效应 细粒土 粘性土粘性土 粉土粉土 粉细砂粉细砂 因劈裂注浆因劈裂注浆 形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土形成加筋复合土 桩底注浆不仅增强端阻 而 桩底注浆不仅增强端阻 而 且使桩底以上且使桩底以上 1010 20m20m侧阻侧阻 桩底注浆不仅增强端阻 而 桩底注浆不仅增强端阻 而 且使桩底以上且使桩底以上 1010 20m20m侧阻侧阻 增强增强增强增强增强增强增强增强 桩侧注浆不仅增强侧阻 而 桩侧注浆不仅增强侧阻 而 且起封堵作用 提高桩底注且起封堵作用 提高桩底注 桩侧注浆不仅增强侧阻 而 桩侧注浆不仅增强侧阻 而 且起封堵作用 提高桩底注且起封堵作用 提高桩底注 浆效果浆效果浆效果浆效果 a 卵砾 粗中砂 b 粘性土 粉土 粉细砂 浆效果浆效果浆效果浆效果 图1 后压浆对桩端阻 侧阻的增强机理 2 桩侧摩阻力和端阻力压浆前后的变化桩侧摩阻力和端阻力压浆前后的变化 2 桩侧摩阻力和端阻力压浆前后的变化桩侧摩阻力和端阻力压浆前后的变化 a 桩底压浆与非压浆桩 b 桩底压浆与非压浆桩 c 桩侧桩底压浆与非压浆桩 天津 上海 上海 图2 软土地区细粒土后压浆桩侧阻 端阻增强特征 a a 桩底压浆 桩底压浆 北京 北京 b b 桩底 桩侧复式压浆 北京 桩底 桩侧复式压浆 北京 图图3 3 粗粒土中后压浆桩侧阻 端阻增强特征粗粒土中后压浆桩侧阻 端阻增强特征 3 3 单桩承载力单桩承载力 荷载荷载 沉降性状沉降性状 改善改善 陡降型陡降型 缓变型缓变型 图4软土地区 天津 试桩Q S 单桩承载力单桩承载力 荷载荷载 沉降性状沉降性状 改善改善 陡降型陡降型 缓变型缓变型 图 5粗粒土持力层 北京 试桩 Q S 4 4 后注浆的技术 经济效益和应用工程情况 后注浆的技术 经济效益和应用工程情况 后注浆的技术 经济效益和应用工程情况 后注浆的技术 经济效益和应用工程情况 对对126126项灌注桩后注浆工程的单桩对比项灌注桩后注浆工程的单桩对比 普通普通对对126126项灌注桩后注浆工程的单桩对比项灌注桩后注浆工程的单桩对比 普通普通 与经后注浆处理的与经后注浆处理的 静载试验数据统计分析表静载试验数据统计分析表 明后注浆桩承载力增幅为明后注浆桩承载力增幅为4040100 100 由此由此明 后注浆桩承载力增幅为明 后注浆桩承载力增幅为4040 100 100 由此 由此 可减少桩数或减小桩径 桩长 对于大型单可减少桩数或减小桩径 桩长 对于大型单 项工程 其经济效益可达千万元 由于工程项工程 其经济效益可达千万元 由于工程 量减小 工期也相应缩短 由于桩底土得到量减小 工期也相应缩短 由于桩底土得到量减小 工期也相应缩短 由于桩底土得到量减小 工期也相应缩短 由于桩底土得到 加固 建筑物沉降相应减小约加固 建筑物沉降相应减小约30 30 工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益 天津国际航运大厦天津国际航运大厦 Smax 39 7mm S L 0 2 工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益工程应用与经济效益 第4勘察孔土层剖面图 地面标高深度 时间 天数 从第1次观测开始 地面标高深度 灌灌注桩后注浆技术注桩后注浆技术简简介介灌灌注桩后注浆技术注桩后注浆技术简简介介 工程应用与经济效益工程应用与经济效益 项目名称项目名称项目名称项目名称 国家体育场 国家体育场 鸟巢鸟巢 工程简介 工程简介 工程简介 工程简介 拟建国家体育场作为北京拟建国家体育场作为北京20082008年第年第2929届届 奥运会的主体育场奥运会的主体育场 将承担开将承担开 闭幕式和田径比闭幕式和田径比奥运会的主体育场奥运会的主体育场 将承担开将承担开 闭幕式和田径比闭幕式和田径比 赛等奥运会的主要赛事赛等奥运会的主要赛事 其其 鸟巢鸟巢 方案的建筑方案的建筑 结构造型也将成为北京市的重要标志性建筑结构造型也将成为北京市的重要标志性建筑 结构造型也将成为北京市的重要标志性建筑结构造型也将成为北京市的重要标志性建筑 本程总建筑面积约本程总建筑面积约奥运会比赛奥运会比赛 本工程总建筑面积约本工程总建筑面积约2525万万m2m2 奥运会比赛 奥运会比赛 时将设观众座席时将设观众座席1010万个 其中