帶裙房高層建筑樁基優(yōu)化設(shè)計(jì)與樁土相互作用影響系數(shù)的試驗(yàn)研究.pdf

1、樁筏基礎(chǔ)具有整體性好、豎向承載力高、基礎(chǔ)沉降小、調(diào)節(jié)不均勻沉降能力強(qiáng)、較之樁箱基礎(chǔ)具有更加開闊的內(nèi)部空間的特點(diǎn)，同時(shí)可以承受風(fēng)荷載或地震作用引起的巨大水平力，抗傾覆能力強(qiáng)，目前已成為高重建筑物或軟土地基上建筑物常用的基礎(chǔ)形式。本文通過野外一系列單樁、平板、帶臺單樁、帶臺雙樁試驗(yàn)及主樓變剛度調(diào)平樁筏及主裙連體基礎(chǔ)模型試驗(yàn)，實(shí)測出樁-土-樁相互作用影響范圍，并針對現(xiàn)場特定土質(zhì)條件通過回歸分析提出對彈性理論相互作用影響系數(shù)的修正模型?；诘鼗?/p>

2、、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)共同作用原理以及模型試驗(yàn)的沉降與樁頂反力實(shí)測結(jié)果，論述了樁筏基礎(chǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在的弊端，建議采用變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)新理念進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，既最大限度地減小差異沉降，又改善了樁筏基礎(chǔ)的受力性狀。最后，利用修正后的樁-土-樁相互作用影響系數(shù)，采用簡化數(shù)值計(jì)算方法分析樁筏基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基(樁土)的共同作用。主要完成以下工作： 1．通過大比例尺模型試驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)測的結(jié)果與彈性理論解的對比，指出彈性理論解夸大了樁-樁、樁-土

3、、土-土相互作用影響，造成沉降計(jì)算值偏大和過高估計(jì)樁頂反力的不均勻性(或筏底地基土反力的不均勻性)，并針對現(xiàn)場特定土質(zhì)條件通過回歸分析，提出對彈性理論相互作用影響系數(shù)的修正模型。 2．對承臺分擔(dān)荷載比例的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，通過對帶臺單樁、群樁模型承載性狀的分析，說明帶臺單樁的承載性狀與群樁的承載性狀并不完全相同。因此，不能將帶臺單樁的試驗(yàn)結(jié)果簡單地推廣到群樁的設(shè)計(jì)計(jì)算中去。在帶臺單樁試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)帶臺單樁的極限承載力大于或等于單

4、樁與平板極限承載力之和，即“1＋1≥2”的結(jié)論，而在復(fù)合群樁試驗(yàn)中，復(fù)合樁基的極限承載力在樁距較小時(shí)則遠(yuǎn)小于各單樁與平板極限承載力之和，而且即便在較大樁距情況下，承臺效應(yīng)系數(shù)也難以發(fā)揮到1.0。現(xiàn)場大型群樁模型試驗(yàn)結(jié)果與彈性理論關(guān)于承臺分擔(dān)荷載的計(jì)算結(jié)果比較后表明，實(shí)測的承臺分擔(dān)荷載比也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于彈性理論計(jì)算結(jié)果。 3．運(yùn)用變剛度調(diào)平的概念設(shè)計(jì)理念，通過改變主樓下地基和基樁的剛度分布，使之與荷載匹配，從而促使框筒結(jié)構(gòu)高層建筑主樓的

5、變形趨向均勻，基礎(chǔ)的沖、剪、彎內(nèi)力、上部結(jié)構(gòu)次生應(yīng)力減小。這種變剛度調(diào)平的概念設(shè)計(jì)思想通過現(xiàn)場模型試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，并介紹了應(yīng)用此法進(jìn)行某工程優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程。 4．本次模型試驗(yàn)主裙之間未考慮變剛度調(diào)平和設(shè)置沉降后澆帶，也未采取相應(yīng)增沉措施，目的在于研究主裙連體對于沉降、荷載傳遞、筏板和上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力等的影響，從而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果中主裙連體基礎(chǔ)筏板縱向相對差異沉降略大于規(guī)范允許值。筆者為此對減小主裙差異沉降問題進(jìn)行討論，主裙連體設(shè)計(jì)應(yīng)使基

6、礎(chǔ)沉降協(xié)調(diào)，高層主體采用樁筏基礎(chǔ)使其沉降減至最?。蝗狗靠刹捎锰烊坏鼗系莫?dú)立基礎(chǔ)、格形基礎(chǔ)。地下水位高時(shí)，格形梁之間設(shè)抗水板，也可采用在梁板式筏基的中間板下敷設(shè)苯板、爐渣等增沉作法?；诨娱_挖回彈再壓縮減小差異沉降的有利效應(yīng)，當(dāng)裙房超過4～5層或當(dāng)裙房采用上述增沉措施時(shí)可不設(shè)沉降后澆帶。模型試驗(yàn)無法模擬基坑開挖引起的回彈再壓縮效應(yīng)，這也是導(dǎo)致主裙間差異沉降略大于規(guī)范允許值的原因之一。 5．利用修正后的樁-土-樁相互作用影響系數(shù)