文档介绍：桩筏基础设计规范
篇一:桩筏基础设计讲解
桩筏基础设计讲解
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桩筏基础的设计与成本控制
摘要:随着高层建筑的发展,建筑基础设计方法越来越多,目前由于基础设计是一种粗放的设计,对桩筏基础的理论及方法不十分完善。规范要求桩筏基础设计均要满足桩基础和筏板基础的要求,现就在设计过程中如何做好桩筏基础的设计与成本控制与大家进行探讨。
关键词:桩筏基础设计成本控制
在目前的设计过程中,很多设计人员由于对桩筏基础的设计缺少经验,或对桩基础规范运用不灵活,不能根据地质条件对桩筏基础共同工作进行合理设计,而仅采用桩基受力形式忽略土的共同作用,
造成不必要的项目成本增加(主要是基础成本)。
一、当今现状设计的方法
1、设计人员对桩筏基础设计概念理解不清,不能灵活应用规范,如对有地下水或地下水高的桩筏基础设计时均采用不考虑地基土对
筏板的作用,全部采用桩承担上部荷载。
2、在常规设计方法时把上部结构和基础作为两个独立单元分别考虑,在上部荷载作用下求得上部结构内力和基础反力,然后把反力作用在弹性地基的基础上计算基础的内力,这种设计方法没有考虑上部结构与基础的共同作用。没有考虑上部结构刚度对基础的作用,从而导致
基础设计过于偏于保守。
3、有的由于计算不当而使用了厚筏。高层建筑设计中,采用桩筏基础时,对于筏板厚度的采用往往争议较大。有采用很厚的,有采用较薄的;有的规程甚至提出,应当使每层建筑不小于多少厚度的。对于筏板厚度的确定,传统上是凭经验假定,然后再进行冲剪验算。这实际上说明目前在筏板厚度确定的问题上,并没有什么方法。由此难免造成当前在高层建筑中的筏厚不少超过的,个别的厚度竟达4m 的不合理现象。所以筏板减薄问题实际上是一个如何确定筏板厚度的问题,而不只是一个单纯的减薄问题。在桩筏筏厚的确定上,郭宏磊等采用了一新的方法,即先在正常使用极限状态下,考虑筏板的抗裂性与差异沉降来定出一筏厚值,然后再在承载能力极限状态下,考虑冲切能力加以验算,如果发现板厚过小,此时再加厚也为时不晚,由于先走一步的原因,到了后面也有承载能力极限状态的保证。此外,这样做还有一个好处,即筏厚一定,筏板尺寸就一定,那么,有关桩筏筏板的设计后
半部就只剩下筏板的配筋问题了
二、高层建筑筏基与地基共同作用的分析
1、从对XX年《建筑桩基技术规范》阅读理解,有无地下水对桩筏
基础设计是否考虑桩土共同作用影响不大。
2、高层建筑桩筏基础的工作性质,对常规设计(s/d=3~4情况)是基本上接近于在弹性地基上刚性基础的工作性质。由于上部结构和地基基础是一个整体, 合理的桩筏箱基础设计应在分析上部结构、桩筏箱基础、土体共同作用的基础上, 优化桩筏设计。根据优化理论,桩筏箱基础优化设计的数学模型为一‘设计变量群桩的每根桩长、底板厚
度、底板内各种配筋量,目标函数、桩筏箱基础的造价最小’约束条件对于筏箱基底板有底板抗拉强度约束底板局部弯强度约束最小尺寸约束,最小配筋率限制,一底板构造配筋限制底板抗剪强度约束底板抗冲切强度约束。对于群桩有桩长约束群桩沉降量限制, 群桩差异
沉降量限制,单桩安全系数限制,群桩荷载限制。
3、桩的存在对减少桩筏基础的沉降有明显的效果,并使建筑物的整体横向倾斜大大改善,使建筑物均匀沉降。桩长在达到一定长度时,即L/d≥70-100时,再加桩长对减小沉降不明显,在增加桩长时应考虑各种因素影响。国内不少学者也对高层建设桩筏基础中的桩数与沉降的关系作过探讨。董建国等给出了某工程短桩桩基沉降S与桩数n的关系式:S = 00542n,从式中可看出,桩数增减10 %,则沉降减增在1%以内,对于长桩约为3%。即桩筏基础沉降是一个相对稳定值,它为以减少沉降为目的的减沉桩基础设计提供了一个理论依据。研究表明:(1)桩数减少,桩—土体刚度相应下降,因此,桩筏基础的沉降随桩间距的增大而增大。但桩间距在10 倍桩径以内时,桩筏基础的沉降只随桩间距的增大而稍有增大。(2) 当桩的长细比L/d =100,筏的相对刚度KR=10时,桩的相对刚度KP=103时,当桩数减少到间距为4倍桩径时,角桩的桩顶反力(PC)是内中桩桩顶反力(Pi)的3倍左右;当桩数减少到间距为倍桩径时,PC约为Pi的倍;当间距增大到10倍桩径时,PC与Pi基本相同。由上可
知,目前一般桩筏基础中减少桩数大有潜力可挖。
4、高层建筑桩筏基础在常规设计条件下,桩间土仍承担上部荷载,
桩间土地基反力略呈马鞍形,在建筑物完工时可分但小于上部总荷载的26%,为充分发挥筏板底桩间土的承载力,适当增加桩的间距是合
适的。
5、钻孔灌注桩在施工过程中没有超孔隙水压力产生,在上部荷载作用下,桩和桩间土承担