高层建筑地基基础概念设计.ppt

1、高层建筑基础概念设计(高层建筑基础设计的内在潜力)，孟凡方向，1。复合地基和复合桩基的概念以及复合地基中墩、桩、桩的区别，复合桩基，复合地基，软垫层，桩基，2。强夯：柱锤膨胀、孔内强夯和强夯置换。水泥土：深层搅拌、双向搅拌、高压喷射、夯实水泥土桩、喷射搅拌、压力灌浆(渗透灌浆、压实灌浆、劈裂灌浆)。换填和压实：垫层、抛石挤淤、砂石桩换填、强夯换填、石灰桩、爆破压实、土桩灰土桩压实、水泥土桩压实、孔夯膨胀。土工织物、土工格栅、土工格室和金属带。刚性桩复合地基：CFG桩、低标号素混凝土桩、预制钢筋混凝土静压桩、预应力管桩和小型无砂混凝土桩。冷热处理：冷冻和烧结。2、复合地基技术创新，非均质桩复合地

2、基技术CFG桩灰土桩水泥土桩振动碎石桩碎石桩注浆形成无砂混凝土小桩复合地基，2、非均质桩复合地基，固体复合桩，复合载体夯扩桩，长短桩复合地基技术：长桩控制沉降，短桩控制承载力，这取决于地基刚度和荷载分布。长短桩的组合形式决定了长短桩的布置范围。这给复合地基的承载力检测和沉降计算带来了新的问题。长短桩复合地基示意图、垫层加固及桩网复合地基技术、水平排水板振动碾压垂直排、降水强夯、多种地基处理方法联合应用技术。垫层加筋复合地基技术调整水平加筋垂直加筋复合地基中桩土应力比，使桩承受更大的荷载，减少水平路基变形或减少工后沉降，改善柔性基础条件下刚性和半刚性桩复合地基的应用条件。水平加筋和垂直加筋复合地

3、基、小桩技术和小桩技术已经系列化和理论化，许多新的技术措施使小桩更好地应用于复杂的建筑结构、土壤和环境中。主要包括：(1)小桩二次灌浆；(2)加固桩间土；(3)预加载；(4)检测技术的应用。1983年，瑞典成功开发了扩底小桩，解决了重载基础的地基处理问题。1987年，马来西亚引进了预制静压小桩，其成本低、施工速度快、沉桩简单。在南非，1985年，小桩被成功地用于处理湿土层中建筑物基础的托换工程。1971年，Mc Quire通过了木桩的埋设试验，并确认木桩经过正常防腐处理后的使用寿命可达100年。澳大利亚的小木桩在膨胀土中用作住宅基础。新加坡的小木桩被用在软粘土地基上来建造邻近的单层工业建筑。新

4、西兰使用小直径软木桩代替混凝土桩和硬木桩作为房屋的基础。现有建筑物、帽梁、喷射混凝土、开挖面、小桩和小网桩群。承受水平荷载的小群桩的计算是“加筋土墙”，而“加筋土墙”可以模拟钢筋混凝土梁的计算。有三种情况：(1)根本不考虑小桩与土的粘结；(2)考虑小桩与土的完全粘结；(3)考虑小桩与土的局部粘结。纵剖面、现有建筑、横截面、开挖线等。现有建筑物、可能的滑动面、理想块体、地面、开挖面、网桩群外稳定验算图、后处理复合地基技术、后处理技术概念，图1路基先处理，图2局部先处理后填，图3全填后处理。施工桩的长段位于填土中，桩与土之间的摩擦形成锚固段，当地基土变形时，可防止桩向上穿入，并使填土的后部通过桩的

5、侧摩阻力或设置在桩顶的桩帽传递到桩身，从而有效地调整和提高桩土应力比。后处理技术机理，在加固场地，填土形成附加应力，然后用碎石桩代替。对碎石桩和桩周土进行渗透注浆和二次压密注浆，使桩周土进行压密注浆处理，形成高强度无砂混凝土小桩竖向加固。后处理技术具有预压、快速排水、排气固结、固化、竖向位移增强等综合机理。“刚性基础条件”大大改善了“柔性基础条件”下复合地基的工作性能。它具有固结沉降快、工后沉降变形小、稳定时间短的特点。无砂混凝土小桩后处理技术、复合地基平面和截面设计布置、工程软弱地基的位移、沉降和变形过程曲线、灌浆碎石桩后处理技术原理与桩径大于350400mm的无砂混凝土小桩基本相同，有时需

6、要设计垫层和承台。加筋水泥土桩复合地基后处理技术在已施工的水泥土桩中设置刚性材料，形成刚性更大的刚性桩体，以充分发挥水泥土桩与土之间更大的摩擦潜力和桩端承载力。桩侧阻力与桩身变形模量、桩刚度、桩土界面状态、接触面积和围压有关。加筋水泥土复合桩、静压小桩(管桩)复合地基、静压预制混凝土小桩和预应力管桩复合地基的后处理技术引入了桩土相互作用理论，充分发挥桩间土的承载力，提高单桩承载力，具有较好的控制复合地基变形的能力和较好的经济性。具有良好的承载力保证和质量稳定性，作为一种环保(无振动、无噪音、无粉尘污染)的复合地基，具有发展前景。CFG桩后处理技术及插入钢筋笼的CFG桩复合地基，PHC桩后处理技

7、术，第二桩面，第三桩面，原路堤，第一桩面3。桩基技术理论的发展与创新，接头桩技术、桩侧、桩底注浆技术的联合应用，预制和现浇预应力混凝土管桩技术、后处理技术、后处理桩(逆作法)技术的联合应用，桩端条件、埋深和土质对桩侧阻力的影响，桩侧阻力的增强效应和退化效应桩端附近极限侧阻力增强，桩侧阻力与桩的贯入深度有关。“9494”规范对长钻孔灌注桩也有同样的概念，它与土的剪缩和剪胀以及水泥的破坏程度有关。郑州黄河公路大桥试桩周围桩深摩擦关系曲线。0.5，1.0，1.5，2.0，h=4m，h=59m，h=53m，h=24m，h=19m，h=12m，郑州黄河公路大桥试桩周围摩擦阻力荷载关系曲线，荷载(MN)，

8、桩周围摩擦阻力(kPa)，120，100，80，60，40，20，0，5，10，15，20，h=42m，h=3m，h=21m，h 160，140，120，100，80，60，40，20，0，2，10，20，h=40.8m米，h=52.4m米，h=30.4m米，h=20.4m米，东明黄河公路大桥桩周H=9.4m米，几种国外评价桩侧阻力的方法，挤密与径向应力的相互作用理论，I，III，II，IV，P，迈尔霍夫桩基破坏模式，成拱理论虚底与实底桩侧阻力分布的比较，不同端阻力条件下桩荷载试验结果的比较，退化效应与桩侧阻力随桩深增加而降低的现象相同。均匀的桩排列导致碟形沉降。均匀布桩导致筏板整体弯矩和冲切

9、力增加。通过变刚度调平改进了箱形筏形承台的变形桩。变刚度调平的设计原理。第三，复合地基和沉降控制复合桩基的理论和技术前沿。1.理论发展与创新。(1)复合地基中的桩土相互作用理论(2)复合地基的沉桩和变形预测理论(3)桩土相互作用理论和复合桩基技术(4)上部结构、地下结构和地基的相互作用理论(5)数值模拟和可视化技术(6)动态设计和信息化施工技术(7)变刚度调平设计、塑性支护桩理论与技术(8)高层建筑沉降变形预测与控制理论、复合地基中的桩土相互作用、桩周向应力图、 kafs、最大应力点的位置发生变化，由于垫层的存在，桩-土相互作用发生，而土的压缩和侧压力的增加(夹紧效应)提高了桩的侧摩阻力。 在

10、桩的“约束”作用下，桩的存在提高了桩间土的承载力。复合地基承载力和应力的计算公式可以修正。单桩承载力的r值应乘以大于1的系数。其中=1 . 21 . 6；=11.2，桩的贯入和负摩擦力。理论研究和现场实测结果表明，柔性基础下桩复合地基的工作特性与刚性基础下有很大不同。在上部荷载的作用下，桩周土呈凹形，桩顶更多地渗入垫层，桩侧产生负摩阻，负摩阻深度较大，在一定深度存在正、负摩阻转换的“中性点”。自由单桩与桩的上贯入度和中性点位置的确定自由单桩与桩的比较，自由单桩侧阻力的分布，复合地基中桩侧阻力，在复合地基中，在集中荷载Q下，考虑单桩负摩阻力(假设为三角形分布)，其最大轴力，对于桩周地基土，中性点

11、以上土的压缩变形为，中性点以下桩的压缩变形为复合地基。柔性基础复合地基变形计算模型，S3，S1，S2，PZ，P0，中性点位置的确定，这是桩承载力系数，根据复合地基，即通过求解上述公式得到的中性点位置为：n0定义为桩土应力比特征值，或桩土应力比特征值，计算“柔性基础”条件下复合地基变形，大间距桩柔性基础桩土分离的传统模式， 复合地基变形图、复合地基变形图、复合地基复合土层变形图、垫层压缩变形S1一般很小，可以忽略不计。 复合土的变形S2桩顶的渗透变形进入垫层S1桩的压缩变形S2桩的渗透变形进入下层土S3，复合土S3亚层变形S3由Pz根据分层总和法按标准方法计算、复合地基法的柔性基础计算新模型，忽

12、略桩的压缩和上部渗透、考虑桩的压缩和上部渗透计算、S1也可采用反演方法。桩顶基础采用“柔性基础”和碎石土(垫层)组成的“人工基础”，用弹性力学方法求解。中性点以下桩的压缩变形为、并计算下卧土层的附加应力。采用“中性点”平面下的扩散法，设定复合地基中性点的压力p。当局部地基土的承载力满足荷载要求时，应采用桩来控制地基变形。此时，复合桩基的局部地基土承载力不能满足荷载要求，多余的荷载应由桩基承担。此时，复合桩基的桩土应按疏桩理论设计，共同承担上部结构荷载。桩帽下土极限承载力的提高有利于考虑复合桩基。复合桩基不适用于欠固结土和静压桩产生超孔隙水压力的粘性土地基。上部结构、地下结构与基础的相互作用理论

13、，地震荷载作用下竖向荷载与水平荷载的相互作用理论，上部结构、地下结构与基础的相互作用理论，支撑结构影响基础下土体的附加应力和变形，提高上部结构的稳定性，增强抗倾覆和抗滑能力。以控制差异沉降为目的的变刚度设计理论和塑性支护桩技术、桩基变刚度设计1、桩基变刚度设计2、桩基变刚度设计3、数值模拟与可视化技术数值模拟与科学计算可视化是指应用计算机图形和图像处理技术将计算过程中产生的数据和计算结果转换成图形或图像并显示在屏幕上进行交互处理的理论、方法和技术。科学计算数据的可视化工程计算数据的可视化，如有限元分析的结果。测量数据的可视化，如基坑工程监测中的墙体位移分析。沉降后浇带的动态设计和信息化施工沉降

14、后浇带的浇筑时间根据地基变形监测和预测结果确定；同一场地的工后工程应借鉴施工前工程的经验和数据；预制桩动态设计与信息化施工、分层沉降与测斜仪同轴电缆电磁波反射技术监测土体位移、光纤传感网络技术监测水平连续沉降测试技术全球定位系统、常用变形监测仪器、分层沉降仪、沉降标志安装、测斜仪读数器、测斜仪读数探头、测斜仪测量原理图、同轴电缆电磁波反射技术监测土体位移、三种光纤传感器原理图、 BOTDR应变测量原理图、SOFO光纤变形监测系统组成、光纤传感器健康监测原理图、剖面沉降仪、高层建筑复合地基变形预测与控制理论、复合地基变形影响因素、土壤性质和复合土层变形模量(不变)； 下卧土层的埋深(可变)土壤性质和各土层的变形模量(不变)