第七章 高层建筑桩筏与桩箱基础.ppt

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1、第七章高层建筑桩筏和桩箱基础7.1高层建筑桩筏和桩箱基础的现场实测研究框筒结构与超长桩厚筏基础工程概况与地基条件：该工程由26层、高94.5m的框筒结构主楼和5层裙房组成。基础埋深7.6m，筏基面积200m2；钢管桩φ609.6mm×l2mm，桩长53m(入土深60.6m)，桩距1.91—1.95m，(3.1～3.2d)桩尖落在砂质粉土中，共230根。主楼平面36.4m×38.7m，筏板厚2.3m，布桩200根；裙楼外伸10.9m和14.15m，加两层地下室，筏板厚仅1m，底下只布桩30根。地基条件见表7—1及如图

2、7—1所示，其中第3层灰砂质粉土为筏基持力层；第9c层砂质粉土为桩基持力层。试桩单桩容许承载力为2.6MN。2、地基基础变形回弹由降水而下沉的量为1.45～2.59cm，平均2.04cm。基坑开挖回弹量为1.41～2.87cm，平均2.02cm；随后暴露62天又平均回弹1.25cm。加上降水引起的下沉值，平均总回弹量为5.31cm.沉降变形具三阶段特点(图7.2)：自重应力卸荷与恢复变形阶段、结构加载附加应力变形阶段、结构竣工基本恒载变形阶段；2)结构峻工时平均沉降为3.60cm，至交付使用时(3年5个月以后)平均沉

3、降4.95cm，用双曲线法外推实测最终沉降为6.66cm。整体倾斜和纵向弯曲简体结构在竣工时南北向的弯曲率仅为0.039‰，反映简体核心部位刚性相当大。整体倾斜：南北向为0.08‰，东西向为0.035‰，明显优于无桩箱基的整体倾斜，建筑物可视作均匀下沉。3、桩与筏的荷载分担筏底压力分布特点筏底压力随施工加载的增加而缓慢地增长。筏底压力分布略显马鞍形：当施工到5层时，空间结构的整体刚度已经形成，此时筏底压力分布形状已经形成，以后随施工进展，该压力分布形状基本不变。这个过程与深埋箱形基础反力分布形成过程类似桩与筏荷载分担

4、桩与筏的荷载分担比例随施工过程而有所变化，但在施工5层以后，地下水位逐渐稳定，筏的荷载分担比例也趋于稳定，一般约为25％；结构竣工时筏的载荷分担比例为26％。当扣除假定浮力60kPa，同时考虑筏底的有效面积，求得筏基底面真正分担的荷载比例为8.5％。说明即使是超长桩，桩间土对上部荷载的分担仍然存在。4、筏板内钢筋的应力筏板内钢筋的应力的分类筏基浇筑后混凝土水化温度升高产生的钢筋应力；荷载引起的钢筋应力。对前一类应力必须作修正。筏板内钢筋的应力的特点开始筏基应力随着施工荷载增加而增大；但施工到5层结构刚度基本形成后，筏基

5、钢筋应力却随着施工荷载增加而有所降低，结构竣工后，筏基钢筋应力多数比在5层时的应力小些。说明建筑物刚度时筏(箱)基钢筋应力影响非常大。结构竣工时筏基顶面部位承受压应力，而底面部位承受拉应力，最大拉压应力各为21.5MPa(G3处)两值相等。筏基钢筋应力随时间(确切地说随温度)变化，呈正弦曲线形。等厚(东西)方向筏基内钢筋应力变化很有规律，从基础端部到中部逐渐增大，筏基中部的弯矩最大。不等厚(南北)方向筏基内钢筋应力在筏厚度突变处最大+13.6MPa与—12.2MPa；但相比钢筋的承载能力(210MPa)却仍然很小，只占

6、8.45％。中性轴仍在筏内。尽管框筒结构刚度很大，但由于超长桩的存在，同样加强了筏板的刚度，所以没有看到中性轴上移至上部结构的现象几个规律现象I证实了一个重要的观点：即箱基的钢筋应力很小，在施工荷载接近土的自重应力即建筑层数为4—5层时，箱基钢筋应力为最大(此时结构刚度基本形成)，以后随着荷载(层数)增加，箱基钢筋应力稍为增加或反而减小，说明建筑物刚度对箱(筏)基础内钢筋应力影响很大。满载式的桩筏或桩箱基础设计中仅按土自重应力阶段(或5层建筑荷载)进行钢筋应力计算就可以了。上部结构刚度的变化对桩顶反力分布有很大的制约作

7、用；在上部结构空间刚度还没有充分形成时(3层以前)，各桩顶反力变化比较平缓，内桩、边桩、角桩受力大小差别不大，且主要荷载是由桩间土承担。当施工至4层时(接近于土的自重应力阶段)上部结构空间刚度开始形成，此时各桩顶反力有比较明显的增加，其中角桩增长最快，边桩其次，内桩增长较慢。从发挥桩的承载能力的角度考虑，桩的布置原则应当是：边桩应布置得较密一些，中间部位的桩可适当稀疏一些，这样可以充分发挥桩的承载能力。二、高层建筑短桩－箱基的现场实测研究概述建筑概况该工程为剪力墙结构的高层住宅，南面起居室18层，北面附属用房20层，总

8、高57m，建筑物平面面积430m2。基础为半地下室箱基加短桩，箱基高2.9m，埋深1.7m，箱基底板为梁板结构，梁宽0.6m，板厚0.3m，平面面积为489.3m2，建筑物梁轴线下布置183根0.4m×0.4m×7.5m的钢筋混凝土预制桩。场地地质条件场地在地面下深度2.4—12.8m处为稍松粉砂层，层厚10m左右，作为短桩持力层