高层建筑地下室补偿基础设计研究

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1、高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究高层建筑地下室补偿基础设计研究第32卷第11期201O年11月武汉T程大学J.WuhanInst.Tech.Vo1.32No.11Nov.2010文章编号:1674—2869(2010)11—0042—04高层建筑地下室补偿基础设计研究胡德华,刘向东(1.武汉工程大

2、学环境与城市建设学院,湖北武汉430074;2.武汉市民用建筑设计研究院,湖北武汉430014)摘要:高层建筑地下室桩筏基础设计,往往忽略桩筏底板桩间土分担上部荷载的作用,由桩承担全部的上部荷载.实际上在高层建筑巨大的竖向荷载作用下,地下室外墙与桩身将产生压缩变形与沉降,使桩间土的承载力,地下室对地基的卸荷补偿作用逐渐发挥出来.考虑地下室的卸荷补偿作用进行桩基设计时,可大大节省布桩数量;另外由于最小配筋率的限制,无端地增加基础底板厚度时,混凝土的收缩因素对钢材用量的减少并不显着.关键词:地下室;桩筏基础;桩间土;补偿作用中图分类号:TU473文献标识码:Ado

3、i:10.3969/j.issn.1674—2869.2010.11.01l0引言随着城市高层建筑大量兴建,桩筏基础如何经济合理地设计越来越引起相关人员的关注,传统的方法是不管是摩擦桩还是端承桩,一律不考虑筏板底桩间土分担上部荷载的作用,而将全部的上部荷载都由桩来承担.而且为减少基础的总沉降量和差异沉降量,往往都用规范规定的最小桩距限制来满堂布桩,并认为桩距越小,桩身越长,设计就越合理,越能保证安全.但是桩筏基础的真正受力变形特征却并非完全如此.1桩筏基础桩一土反力实测结果分析桩筏基础实测结果表明,除基底土为液化土,湿陷土等欠固结土外,对于摩擦桩或端承摩擦桩,

4、桩间土反力都客观存在,并稳定地分担了l5%~35的上部荷载.],从而使桩的承载力只能得到部分发挥.因此忽略桩问土的承载力作用,不仅无端地增加了基础工程投资,而且也延长了施工工期.如图1是福州地区一栋高层建筑,地下室一层,地面以上23层,总高度83m,筏板厚度1.25171,筏板底为直径500EEIm的钢筋混凝土预制桩,总桩数358根[4j.表1为桩反力计算值与实测结果.可以看出,桩的承载力发挥效率只有43.7~59.9,桩间土分担的比例在15.4~32.5%之间,相当于分担了将近4层楼的荷载.虽然设计人员起初考虑是由桩来全部承担整个建筑物的荷载,但在上部荷载作

5、用下,产生桩身压缩变形与沉降,使桩间土的承载力逐渐得到了发挥.图1柱,墙位置示意图Fig.1Columns,wallspositiondiagram表1桩一土反力计算值与实测结果Table1Pile—soilreactionforcecalculatedandmeasuredresultskN点号12345678桩反力计算值15271603150815511644157114811457安’删桩反力668908864734726819844873土反力231192257353186161159159土分担的比例25.7%17.522.9%32.5%20.416

6、.415.915.4%桩实测值/计算值0.4370.5650.5710.4740.4430.5210.5710.599收稿日期:2O10一O7—15作者简介:胡德华(1964一),男,湖北黄梅人,高级工程师,一级注册结构工程师.研究方向:建筑结构工程设计研究,安全审查与管理.第11期胡德华,等:高层建筑地下室补偿基础设计研究432现行桩筏基础设计存在的问题高层建筑基础的分析与设计经历了不考虑上,下共同相互作用阶段,仅考虑基础与地基的相互作用到现今开始全面考虑上部结构与地基基础的共同作用的新阶段.但仍存在如下问题:a.虽然目前我国已有了专门的高层建筑与地基基础共

7、同作用理论的相关程序,但仍需要采取种种假定,无法避免计算模型与实际情况差异.无论是桩筏基础还是箱筏基础,诸多工程的实测表明:底板的整体弯曲率都很小,不到万分之五,如甘肃省的一些高层建筑箱形基础的实测都在0.16×10~3.4x10之间;而测得的筏底板钢筋应力都在20~30MPa之间l5,只有钢筋强度设计值的10,个别内力较大的工程也没有超过70MPa.b.地下室深基坑的开挖对天然地基或复合地基的基础能起到很大的卸荷和补偿作用从而减少了地基的附加应力,不少设计人员在桩筏基础设计时未予考虑.至于地下水,仅考虑对筏基底板局部作用,而未考虑对整个建筑物的浮托补偿作用;

8、C.地下室外墙与回填土之间的摩阻力必然

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