高层建筑地基基础概念设计

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1、高层建筑地基基础概念设计（高层建筑基础设计的内在潜力）孟凡向一、复合地基与复合桩基的概念与区别墩、桩、复合地基中桩的区别复合桩基复合地基柔垫层桩基墩扩底墩扩底桩（夯扩、爆扩、挤扩、预留石后压浆、钻扩等方法）二、地基处理、桩基技术的发展与创新1、地基处理技术的发展排水固结：堆载预压、真空预压、真空联合堆载预压、电渗法、降水固结法。强夯：柱锤冲扩、孔内强夯、强夯置换。水泥土：深层搅拌、双向搅拌法、高压喷射、夯实水泥土桩、喷射搅拌、压力灌浆法（渗入性灌浆、压密性灌浆、劈裂性灌浆）。置换与密实：垫层、抛石挤淤、砂石桩置换、强夯置换、石灰桩、爆破挤密、

2、土桩灰土桩挤密、夯实水泥土桩、孔内夯扩。加筋土垫层：土工织物、土工格栅、土工格室、金属板条。刚性桩复合地基：CFG桩、低标号素砼桩、预制钢筋砼静压桩、预应力管桩、无砂砼小桩。冷热处理：冻结、烧结。2、复合地基技术的创新●异性桩复合地基技术CFG桩+灰土桩水泥土桩+振动碎石桩碎石桩+压浆形成无砂砼小桩组合桩异性桩复合地基1灰土桩CFGPHCCFG异性桩复合地基2实散组合桩复合载体夯扩桩●长短桩复合地基技术长桩控制沉降、短桩控制承载力依基础刚度、荷载分布决定长短桩结合形式依应力场分布决定长短桩布置范围复合地基承载力试验与检测、沉降计算方面带来新的

3、课题长短桩复合地基示意图垫层加筋与桩网复合地基技术水平排水板+振动碾压竖向排、降水+强夯●多种地基处理方法的联合运用技术●垫层加筋复合地基技术水平向加筋+竖向增强体复合地基调整桩土应力比、使桩承担更多的荷载减少水平向路基变形或减少工后沉降量改善了柔性基础条件下的刚性、半刚性桩复合地基的应用条件可采用疏桩理论按沉降控制设计。水平加筋与竖向增强体复合地基●小桩技术小桩技术实现了系列化和理论化，很多新技术措施使小桩能更好地应用于复杂的建筑结构、土质和环境中。主要有：（1）对小桩进行二次灌浆；（2）对桩间土进行补强；（3）预加荷载；（4）变节技术的应

4、用。●瑞典1983年成功研制一种扩底小桩，解决重荷载基础的地基处理问题。●马来西亚1987年推出了造价低、施工快、沉桩简易的预制静压小桩。●南非1985年成功地运用小桩处理了湿陷性土层中，房屋基础的托换工程。●1971年McQuire通过对木桩的埋藏试验,确认经正常防腐处理的木桩使用年限可达100年。●澳大利亚小木桩被用于膨胀土中作为住宅基础。●新加坡小木桩用于软粘土地基以建造街坊式单层工业厂房。●新西兰使用小直径软木桩取代混凝土桩和硬木桩作为房屋基础。已有建筑物帽梁喷射混凝土开挖面小桩网状小桩群图承受水平荷载的小桩群为“有筋土墙”“有筋土墙

5、”的计算可模拟钢筋混凝土梁的计算。有下列三种情况：（1）完全不考虑小桩与土体间的粘结；（2）考虑小桩与土体之间完全粘结；（3）考虑小桩与土体之间部分粘接。纵断面原有建筑物横断面开挖线1234小桩在基坑、托换工程中的应用已有建筑物可能滑动面理想块体地面开挖面网状群桩外部稳定验算图●后处理复合地基技术▪后处理技术概念图1路基先处理后填土图2先部分填方后处理后填土图3全填方后处理复合土层一复合土层二加宽路基先处理桩后处理桩原道路路基施工桩长部分位于填土内，利用桩土间的摩擦力形成锚固段，可阻止地基土变形时桩向上的“刺入”，和使后部分填土荷载通过该段桩

6、侧摩阻力或桩顶设置的桩帽向桩身的转移，有效地调整和增加桩土应力比。▪后处理技术机理①在被加固场地先填土形成附加应力后用碎石桩置换，对碎石桩体及桩周土体进行渗入式灌浆、二次压密注浆，使桩周土体受到压密灌浆处理，形成较高强度的无砂砼小桩竖向增强体。②后处理技术具有堆载预压、快速排水、排气固结、固化、竖向置换增强等综合作用机理。“刚性基础条件”，大大改善了“柔性基础条件”下复合地基工作性状。③具有固结沉降快、工后沉降变形小、稳定时间短的特点。●无砂砼小桩后处理技术复合地基平面及剖面设计布置图100200300400500600700(d)80060

7、04002000-200-400-600-800-1000（-）位移（mm）（+）荷载（cm）X05Sb17(W)Sb15(E)Sb16(中)P(cm)某工程软弱路基位移—沉降变形过程曲线●注浆碎石桩后处理技术▪原理基本同无砂砼小桩▪桩径大于350～400mm▪有时需设计垫层和桩帽●加劲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劲性材料形成刚度较大的刚性桩体，充分发挥水泥土桩与土间较大的摩阻潜力和桩端承载力。桩侧阻力与桩身的变形模量桩体刚度、桩土界面状态和接触面积及围压有关。加筋水泥土组合桩●静压小桩(管桩)复合地基后处理技术

8、静压预制砼小桩、预应力管桩复合地基引入了桩土相互作用理论，充分发挥桩间土承载力和提高单桩承载力，有较好的控制复合地基变形的能力，具有较好的经济性。具有较好的承载力保