文档介绍：桩基工程差异沉降分析方法简介
(上海研讨会)
北京市勘察设计研究院
介绍提纲
一、 PSFIA方法研制背景
二、现场足尺静载荷试验的主要结论
三、 PSFIA方法的要点
四、工程分析检验
五、结束语
高层越来越高,高低层荷载差异越来越大,为了减小差异沉降,高层采用桩基,低层采用天然地基;
由于高层基础面积大、荷载重、影响深度大,当桩端以下有相对软弱下卧层时,仍有可能产生较大的沉降,低层常为超补偿基础,沉降较小,高低层可能产生较大差异沉降;
高层一般采用框架剪力墙结构或框筒结构,造成荷载分布不均,需要调节布桩的密度或采用不同桩长来满足承载力和改善差异沉降;
虽然认识到采用梳桩理论进行桩基础设计可以充分调动桩与承台底土的承载能力,从而达到减少桩数、节约投资的目的,但是由于无法准确估算沉降和差异沉降,影响在北京地区的普遍推广。
PSFIA方法研制背景
北京地区建筑现状
对于此类建筑规范要求采用共同作用分析方法进行设计和验算变形。
变形与差异变形问题更加突出,成了高层建筑或高低层建筑地基基础
设计的关键。
PSFIA方法研制背景
提供荷载相差悬殊、持力层土质不均、桩长度不一、疏密不均情况下的沉降分布,检验持力层选取和布桩方案的合理性;
估算采用不同地基方案的高低层建筑沉降和差异沉降,验证高低层建筑所采用方案的可行性;
在变形控制的前提下,充分利用桩与桩间土承载能力,实现变形控制设计;
沉降分析要解决的问题
规范提供的沉降分析方法不能满足设计要求;
需要以控制沉降进行桩基设计时,规范只是原则规定应按地区经验根据共同作
用方法确定桩土荷载分配;
迫切需要寻求一种符合北京地区工程地质条件和用桩特点,既能反映上部结
构、承台、土、桩共同作用以及桩土荷载传递与变形特性,又经过工程实测验
证的桩基沉降分析方法,满足高层或高低层建筑设计需要。
足尺试验平面布置
深标点
浅标点
锚桩标点
D6
M6
D3
M3
M1
D1
占地面积约 600 m2
试验数量 2组(单+ 3桩群+ 6桩群)共 6个
桩类型钢筋混凝土钻孔灌注桩
桩径 400 mm
桩长 10 m(L/d= 25 )
桩数 20根(试桩12)
距径比 (6桩)(3桩)
m 、 m、 m
埋深 m
锚桩数 8根(多支盘桩)
测试项目承台底土反力、钢筋应力和应变、桩顶荷
载、桩间土变形、群桩与锚桩周围土变
形、承台顶位移
测试元件和标点共 240 个
应力计 144个应变仪 30个
压力盒 26个
荷载传感器 10个
深标点 12个
浅标点 18个
(位移传感器、千分表)
试验场地地层剖面
单桩
群桩
砂质粉土、粘质粉土
粘质粉土
粉土、砂质粉土
粉质粘土
粘质粉土
园砾>
粉质粘土、粘质粉土
粘质粉土
Es = MPa
Es = MPa
Es = MPa
Es = MPa
Es = MPa
Es = MPa
Es = MPa
基底下厚度
草笼
深标点
试验现场
承台底埋设测试元件
试验编号
M3
D3
M6
D6
等效距径比
分担比(%)
41~42
35~38
26~27
24~25
承台底土荷载分担比
各试验荷载分担比值
常规距径比时,分担比为24%~25%, ,分担比为35%~38%。证明在碎石类土作为桩端持力层的中长桩,也能利用承台底土的承载作用。
分担比与总荷载关系
随荷载增加到一定值后,增加不明显
距径比大> 距径比小
摩檫> 端承摩檫
一般变化范围 10%~70%
上海地区 12%~26%
(L/d>25,S/d=~)
资料
端阻力比随荷载变化
单桩与群桩不同,由于群桩的“增强效应”,使群桩端阻比单桩大。
端阻比与距径比有关,距径比越小,群桩的“增强效应”越明显, 端阻比越大。
桩端阻比
摩擦桩
端承摩擦桩
单桩
常规桩距群桩(Sa/d=)
最大
最大
工作荷载
<5%
24%
30%
10%~15%
端阻力
比值
证明支承在碎石类土上的中长桩为端承摩擦桩