软土地基减沉桩设计工程实践

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1、软土地基减沉桩设计工程实践［摘要］软土地基的多层建筑，当采用天然地基浅基础时，一般地基承载力可以满足要求，但沉降多数超过允许值。一幢3层办公楼，当采用筏板基础吋，计算基础中点沉降达254.4mm,当基础下设置少量减沉桩后其沉降减至135.6mm,表明多层建筑采用减沉复合疏桩基础可以减少房屋沉降，同时工程基础造价与桩基础比较节省约33%O［关键词］减沉桩；复合桥基；沉降计算0前言舟山群岛存在大面积的海积、冲海积和山前冲海积平原,地基土存在厚10〜50m的高压缩性、低强度、大孔隙比和高含水量的淤泥质粘土层。在其顶部人多存在厚1〜2m的粉质粘土（俗称硕壳层）,当量大面广的

2、多层住宅等建筑采用浅基础时以该层为持力层，一般情况下地基承载力和软弱下卧层承载力均能满足要求。但由于软土层太厚，将产生过大的沉降，不满足使用要求，因此该地区1〜6层建筑大部分均采用桩基础，且多数采用预应力管桩,桩长达40〜60m,甚至某公园一单层厕所也打了6根直径0.4m、桩长30m的预应力管桩［1］,因此基础造价相对较高。和常规桩基相比，减沉桩的复合桩基可以减小沉降和降低造价,所以在上海、天津等软土地区已有较多的应用，但在舟山述未曾用过。某3层办公楼减沉复合疏桩基础设计工程在舟山是首例，可为这项技术的推广使用积累经验。1、减沉复合疏桥基础工作机理减沉复合疏桩基础是

3、在软土天然地基承载力基本满足要求的情况下,为了减小建筑物沉降采用疏布桩（桩距＞6d,d为桩径）的复合桩基础，外荷载由桩和桩间土共同承担,桩的截面较小，桩间距较大，以保证桩间土的荷载分担足够大。随着上部结构荷载增加，荷载开始主耍由桩承担，桩、土间的变形以受基础底压力作用影响为主，受桩土相互作用影响次之，基础底的桩和土沉降是相等的，而承载力的可靠度主要由浅基础承载力作保证。减沉桩设计为变形控制设计方法，主要对存在深厚软土层的多层建筑的绝对沉降和整体倾斜、挠曲和结构支点间的差异沉降进行控制。减沉桩的工作机理很复杂，其受力性状与常规桩距的桩基础有明显的不同，对此FI前还研究

4、得不够,尤其现场足尺试验资料不多，学术上有不同的观点，争论焦点Z—•是在正常使用条件下，减沉桩是在承载力特征值还是在极限承载力下工作或在两者之间工作。本文［2］通过减沉桩模型试验和有限元分析认为，桩在80%〜90%的单桩极限承载力下工作;文［3］,［4］建议桩承载力按0.9Qu设计（Qu为单桩极限承载力），按单桩极限承载力设计复合桩基可为充分发挥承台底地基土的直接承载作用创造条件;文［5］认为，当浅基础（承台）产生一定沉降时,桩能充分发挥并始终保持其全部极限承载力,即有足够的“韧性"；文［6］提出上海地区可令桩发挥极限承载力的桩与承台摩擦桩基础的设计建议;上海规范［

5、7］规定，复合桩基、桩和土共同作用，当荷载达群桩极限状态时，荷载全部由桩承担，地基土不承受荷载，当荷载超过极限承载力时，超过的部分由基底地基土承担。文屮工程减沉桩复合桩基设计采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)[8]中的设计方法，基底附加压力按总荷载扣除单桩承载力特征值进行计算。2工程概况六横沙浦一3层办公楼，建筑面积1600m2,框架结构，上部结构荷载效应基本组合设计值32442kN,基础埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基础，平面尺寸39.24mx17.4m,板厚250mm,纵向地基梁500mm><650mm和500mmx800mm,橫向

6、地基梁400mmx600mm,基础平面见图1,承台构造见图2。3、天然地基沉降计算(1)基底平均压力为：pk=Fk+GkA=32442P1135+68218x019x2068218=5312kPa

7、Z为基础底面至软弱卜'卧层顶血距离,Z=018m;6为扩散角，由ZPb=018P1714=0105?EslPEs2=811P212=317,故0=0。。计算得：pz=39124xl714x(5312-1711)(1714+2x018xtan0o)(3914+2x018xtan0°)=3611kPapz+pcz=3611+2413=6014kPa

8、/sSnlpOEsi⑵.ai・zi・l.ai・l)式中:

9、/s为沉降计算经验系数，根据地基规范[13]由.Es=2146MPa查表得屮s=ll