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1、天津东北郊热电厂煤棚桩基础水平位移控制王福江摘要:天津东北郊热电厂干煤棚建筑面积22万平方米,顶部用钢结构网架封闭,网架底端处落在钢筋混凝土柱或墙顶并可靠连接,基础为桩承台基础,由于上部网架结构传给桩承台的水平力较大,因此需限值桩顶的水平位移。木文详细介绍了桩顶水平位移的计算方法,特别强调了考虑承台、基础协同工作和土的弹性抗力作用的计算。一、工程概况:天津东北郊热电厂干煤棚建筑面积22万平方米,顶部用钢结构网架封闭,基础为桩升丄台基础网架底端支座底瑞标咼2.000m,同时作为网架支座的墙即为内部
2、结构周边挡煤墙,承台顶标高为-2.000m,«顶标高为・3.400ni,场区场地类别为III类,场地土为小软土,场地基本地震烈度7度,地表加速度峰值1.746m/sec2(0.178g),基木风压值:0.50kPa,基本雪压值:0.40kPa,冰冻深度0.6m,地下水绝对标高:l・8m左右,设计土0.00m相当绝对标高4.20m(大沽高程。二、设计原则:遵循现行的国家及电力行业规程、规范,根据网架设计公司提供的资料及地质报告,采用桩基础,基础底标高-3.50m,采用预应力混凝土管桩,管桩型号为P
3、IIC-A-500-100-22,单桩承载力特征值Ra=1000kN,单桩水平承载力特征值Rh=60kNc由于桩承台为纵向连续上百米,故仅取4延米为1个单位计算上部结构水平荷载和煤堆作用下的总水平力及桩承载力。桩水平承载力及桩顶位移验算1.土压力墙后土动土圧力:主要参数取值:Y=20kN/m3,©=20°,h=3.5m,0=1.0,q=30kN/m2Eq后=札唇忙k八札qh・ku120°20°=1.0x-x20x3.52xr52(45°)+1.0x30x3.5x/2(45°)222=60.0
4、3+51.45=111.48kN/m。墙前主动土压力:主要参数取值:/=20kN/m3,0=30°,h=3.5m,0=1.01.0n30°=1.0x-xl8x3.52xrg2(450-—)22=40.79kN/m。合力:E、=111.48—40.79=70.69kN/m。uPlQ冰平=合sin(cr-cr0-8)=70.69x4xsin(90°-0°-10°)=278.46kNc1.群桩效应水平承载力:群桩基础(不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较人的情况)的复合基桩水平承载力设计值应考虑由
5、承台、桩群、土相互作用产牛的群桩效应(《建筑桩基技术规范》JGJ94-20085.7.3),可按下式确定:(5.7.3—1)(5.73—3)(5.7.3—6)0.0I5h2+0.450.15/?!+0.10w2+1.9rll=(5.7.3—4)2n严2“仇=上备(5.7.3—7)式屮Hh——群桩效应综合系数;山——桩的相互影响效应系数;久——桩顶约束效应系数,按表5.7.3—1取值;7/承台侧向土抗力效应系数;%——承台底摩阻效应系数;S“/d——沿水平荷载方向的距径比;nI?n2——分别为沿水
6、平荷载方向与垂直与水平荷载方向每排桩屮的桩数;m——承台侧而土水平抗力系数的比例系数,当无试验资料时可按表5.7.5取值;九—桩顶(承台)的水平位移容许值,当以位移控制吋,取益“=10mm;B;承台受侧向土抗一•边的计算宽度,B;.=Bc+l(m),为承台宽度;hc承台高度(m);“——承台底与基土间的摩擦系数,可按表5.7.3-2取值;Pc——承台底地基土分担的竖向荷载设计值,可按5.2.5条估算,pc=zq3c°(Sax0.015w,+0.4577-=70.15/7,+0.伽2+1.9(15
7、000.015x3+0.45=0.15x3+0.10x3+1.9=0.65查表5.7.3—1得77,.=2.05_(8x0.4xl06)xl0xl0_3x(4.8+1)xl.522x3x3x(1.35x50x10')=0.343由S“/d=1500/500=3Br/L=4.8/4.0=1.2>1.0查表5.2.3—2得“;=0.24,応=0.63承台内外区净面积A1A.=+A:=12.25+10.79=23.04m2(5.2.3)10.7923.041225=0.24上三+0.6323.04=0
8、.423Pc=ZQckAc=0.423x(2x180)x23.04=3508.5kN0.3x3508.53x3x(1.35x50)=1.733久=777,+〃/+仇=0.65x2.05+0.343+1.733R〃i=7/,Rh=1.733x(1.35x50)=116.98kNc故,地基承载力特征值116.98/1.35=86.65kNo丄部网架节点最大水平力是在“恒载+Y向风载”工况下的轴线54与轴线B相交处节点,为Ry=lOlkNo故取计算范围内由上部结构产牛的水平荷载为200kNc考虑由承台