桩筏基础计算与分析_胡道华

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1、第18卷第1期天然气与石油Vol.18,No.12000年3月NaturalGasAndOilMar.2000文章编号:1006-5539(2000)01-0039-05桩筏基础计算与分析胡道华(四川石油管理局勘察设计研究院,四川成都610017)摘要:本文通过对一个桩筏基础的分析与设计,采用四种方法对该工程作了沉降分析,指出了桩筏基础沉降计算中存在的问题,同时采用考虑桩土承台共同工作的有限元程序,对该桩筏基础作了详尽的分析,得出了一些有价值的结论。关键词:桩筏基础;沉降;共同工作;受力特性中图分类号:TU753.3文献标识

2、码:A形状规则,裙房挑出不大,便于基础处理,因1工程概况此裙房与主体之间不设缝。某大厦建于海口市,为营业办公和作旅2工程地质条件馆用的综合性服务楼,总建筑面积为102932m,地上11层,地下1层,并有2层裙房。该工程所处场地地形平坦,地面标高为本工程为框架—剪力墙结构体系,柱网3.25～3.35m,地下水位标高为2.62～2.77及剪力墙的布置见图1,抗震设防烈度为8m,水质不具侵蚀性。该场地土土层依次为粉度,Ⅱ类场地土,混凝土强度等级为C30、C25、质粘土、淤泥质粉质粘土、可液化细粉砂粘C20。由于地下室的主体部分和裙

3、房部分之间土、粉质粘土、细粉砂等,各类土的物理力学要统一使用,建筑要求不设缝,考虑到该工程指标详见表1。表1土的物理力学指标VSrEs0.1～0.2土层名称W(%)3eWpIpI1CH(kN/m)(%)(MPa)粘土46.017.40.971.28335.10.574.10.317°40′粘土43.617.30.961.30326.534.40.566.00.339°55′细粉砂19.119.20.840.51910.4035°粉质粘土28.418.60.890.85721.916.20.417.00.2712°05′粘土2

4、9.918.70.920.87924.319.30.297.70.413°30′收稿日期:1999-10-20作者简介:胡道华(1970-),男,工程师,1993年毕业于西北工业大学工民建专业,1996年获重庆建筑大学硕士学位,现主要从事土建设计及研究工作。40天然气与石油2000年3地基基础分析与设计3.1基础选型该工程所处场地的上层土质差,地下水位高,基岩很深,因此采用桩基加筏基方案。为减少施工时期的排水量,尽可能减少基底的埋深,设计时比较了板加反梁和厚板两种图2方案。梁板式筏基可减少底板厚度(板厚取600mm)减少混凝

5、土和钢筋用量,但反梁高由于柱下布置一根桩(桩反力为1341度较大,施工比较复杂,还要做架空地面层,kN),要求的冲切力为7590-1341=6249工序多。采用平板式筏板基础,施工简单,底kN<6443kN,板厚取1.5m偏安全,考虑板直接作机房地面层,便于布置设备。底板厚到上部结构主体和裙房之间不设缝,板厚一1.5m,地下室墙厚300mm,顶板适当增加些有利于群桩的布置和上部结构的平衡。厚度,取150mm厚,双层双向配筋,使地下3.3桩的布置室形成一个扁盒子,有利于减少整体弯矩。由于主体与裙房间不设缝,且地下水位对基底有4

6、m高水压,施工过程不宜设后浇缝。为了克服主体与裙房之间的沉降差,布桩时考虑,上部结构重心与群桩形心尽可能重合。具体措施是南边裙房底板挑出3.20m,不布桩,北边主体基础底板扩出3.0m,多布置一排桩,使上部结构重心与群桩形心差距仅为255mm,为建筑总宽(22.2m)的1%,详见图3。具体布桩时,与建筑柱网相结合,纵向为2.4m,横向为1.80～2.40m。3.4基础沉降计算桩筏基础的沉降计算,是一个比较复杂[1]的问题,它牵扯到桩、土、承台共同工作的机理,很多计算模型都不能很好地反映它的工作原理,本文用四种方法对该工程作一

7、个计算,以资对比。方法1:参考文献[2]的计算方法,把群图1地下室柱墙平面布置图桩看作是置于桩端地基的实体基础,基础面积考虑应力沿桩周的扩散,扩散角为α,计算3.2底板厚度的确定模型如图4,计算方法按下式:n底板厚度由柱的冲切确定,见图2,850Ki-Ki-1S=PMB∑mm×850mm中柱轴力为7590kN,混凝土i=1Esi强度等级为C30,b0=4×2250=9000mm,h0式中P——附加压力,kPa;=1400mm得,[N]=6443kN。B——基础宽度(B1+2a);第18卷第1期胡道华:桩筏基础计算与分析41P

8、0——桩底附加压力;B——基础宽度,不考虑沿桩身的应力扩散角;Wi——沉降系数,查规范附录四附表4.2。方法3:根据《建筑桩基技术规范》中的5.3.5条规定进行计算,计算公式为:S=HHeS’mnZijTij-Z(i-1)jT(i-1)j=HHe∑P0j∑j=1i=1Esi公式中的符号含义