高層建筑筏形基礎(chǔ)地基變形與控制.doc

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高層建筑筏形基礎(chǔ)地基變形與控制 摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快,城市用地緊張。而高層建筑逐漸成為城市建筑中的重要組成部分?；A(chǔ)設(shè)計(jì)是高層建筑設(shè)計(jì)重要組成部分,而筏形基礎(chǔ)在高潮建筑中日益受到青睞.不僅因?yàn)樗芙Y(jié)合地下室的埋深，充分利用天然地基補(bǔ)償性基礎(chǔ)，具有整體剛度好，能調(diào)節(jié)地基不均勻沉降的特點(diǎn)，還因?yàn)樗芘浜衔磥?lái)城市地下空間的開發(fā)利用。此外，筏形基礎(chǔ)抗震性能好，施工簡(jiǎn)便，工期短，技術(shù)質(zhì)量易于保證。 在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要對(duì)地基承載力和變形進(jìn)行驗(yàn)算。尤其對(duì)高潮建筑和超高層建筑，變形往往起決定性作用。本文就筏形基礎(chǔ)沉降計(jì)算的一些方法及適用情況與控制措施作出討論。 關(guān)鍵詞：高層建筑 筏形基礎(chǔ) 地基變形 1、地基承載力確定 確定地基承載力的方法有經(jīng)驗(yàn)查表法，原位測(cè)試法和理論計(jì)算公式法。在總結(jié)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以載荷試驗(yàn)為依據(jù)，將大量室內(nèi)試驗(yàn)資料進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)分析，建立土的物理學(xué)指標(biāo)與各類土的承載力基本值 或標(biāo)準(zhǔn)值 之間的關(guān)系，編制相應(yīng)的承載力表的方法稱之為經(jīng)驗(yàn)查表法。試驗(yàn)方法確定地基承載力的方法有載荷試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，旁壓儀測(cè)試，動(dòng)力觸探靜力觸探等方法。理論公式計(jì)算法有極限狀態(tài)理論公式計(jì)算，塑性狀態(tài)理論公式計(jì)算等?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足地基承載力的要求。 2、基坑底部回彈變形 計(jì)算高層建筑地基變形時(shí)，由于基坑開挖較深，缺土較厚，往往引起地基的回彈變形而使地基微量隆起。地基回彈再壓縮往往在總沉降中站重要地位，不能忽視，并且要予以重視和考慮。根據(jù)基坑開挖深淺不同級(jí)假設(shè)條件的區(qū)別，分為不同的模式計(jì)算基底回彈變形。 ①基坑開挖缺荷相當(dāng)于在基底施加均布負(fù)荷載模式，適用于基礎(chǔ)寬度大于其深度兩倍的情況。 ②基坑開挖缺荷相當(dāng)于在基底施加均布負(fù)荷載同時(shí)考慮基坑外側(cè)均布正荷載超載作用的計(jì)算模式，適用于深度達(dá)不放坡，側(cè)壁直立的基坑。 ③基坑開挖缺荷相當(dāng)于在基底施加均布負(fù)荷載，負(fù)荷載盈利分布受基底以下土自重應(yīng)力制約的計(jì)算模式。 ：基底平面m點(diǎn)的回彈變形量。 ：基坑底面處土的自重應(yīng)力。 ：第i層土的厚度。 ：第i層土的回彈模量。 ：基底m點(diǎn)下地i層土應(yīng)力系數(shù)，計(jì)算模型為②時(shí)用 代替 （ ， 分別為基底均布負(fù)荷載應(yīng)力系數(shù)，基坑外側(cè)周圍超載應(yīng)力系數(shù)） 3、地基變形計(jì)算 分析表明高層建筑筏形基礎(chǔ)變形計(jì)算應(yīng)當(dāng)考慮回彈在壓縮問題，并以基底自重為界限；或者考慮地基土的應(yīng)力歷史，一前期固結(jié)壓力 為界限，分別計(jì)算回彈壓縮與正常固結(jié)壓密不同的地基計(jì)算深度確定。地基變形計(jì)算深度一般用應(yīng)力比法，但其缺點(diǎn)是沒有考慮到圖層的構(gòu)造與性質(zhì)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)荷載對(duì)受壓層深度的影響，對(duì)于寬度較大的基礎(chǔ)，應(yīng)力比法確定的計(jì)算深度往往偏大，不適用?，F(xiàn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范提出了應(yīng)變比法確定壓縮計(jì)算深度。該法考慮了荷載，基寬的影響，同時(shí)也考慮了土層構(gòu)成與土的性質(zhì)。關(guān)于地基壓縮層深度的確定還可以用經(jīng)驗(yàn)法簡(jiǎn)化計(jì)算。 地基變形計(jì)算有利用土工試驗(yàn)指標(biāo)和荷載模型來(lái)計(jì)算。 ①利用回彈再壓縮模量 、壓縮模量 計(jì)算 ：最終沉降量 ：回彈再壓縮變形 ：正常固結(jié)壓密變形 ：考慮回彈影響的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)取1 ：沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)采用，也可按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》采用 ：基礎(chǔ)底面處地基土的自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值 ：長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的基礎(chǔ)底面處附加壓力標(biāo)準(zhǔn)值 、 ：基底下第i層土的回彈再壓縮模量和壓縮模量 ：沉降計(jì)算劃分的圖層數(shù) 、 ：基礎(chǔ)底面至i層i-1層底面的距離 、 ：基礎(chǔ)底面計(jì)算點(diǎn)至i層i-1層底面范圍內(nèi)平均附加應(yīng)力系數(shù) ②考慮三向應(yīng)力的計(jì)算方法 ：長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的基礎(chǔ)底面處的平均壓力標(biāo)準(zhǔn)值 ：基礎(chǔ)底面寬度 、 ：與基礎(chǔ)長(zhǎng)寬比及基礎(chǔ)底面至i層土和i-1層土底面距離深度z有關(guān)的無(wú)因次系數(shù)，可按《高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》確定 ：基礎(chǔ)底面下第i層土的變形模量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或安地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定 ：修正系數(shù)，可按《高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》確定 4、地基沉降差異較大時(shí)的處理措施 高層建筑由于高度大，差異沉降整體傾斜引起的危害更為嚴(yán)重，因此要嚴(yán)格控制差異沉降與整體傾斜。當(dāng)由于地層分布不均勻，上部結(jié)構(gòu)荷載在筏板基礎(chǔ)上分布不均勻而引起基礎(chǔ)各部分差異沉降較大時(shí)可綜合考慮采用以下處理措施 （1）將露出的地址較差的圖層挖出一部分，換填低強(qiáng)度等級(jí)混凝土，形成素混凝土后墊塊，以改變和調(diào)整地基不均勻變形。也可用“換填法”、“復(fù)合地基”提高地基承載力。 （2)調(diào)整上部結(jié)構(gòu)荷載或柱網(wǎng)間距，減小基底壓力差。 （3）調(diào)整筏板基礎(chǔ)形狀和面積，適當(dāng)設(shè)置懸臂板，均衡和降低基底壓力。 （4)加強(qiáng)底板剛度和強(qiáng)度，在大跨度柱間設(shè)置加強(qiáng)半袋或暗梁等。 5、結(jié)語(yǔ) 高層建筑筏形基礎(chǔ)變形控制是整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要組成部分，直接關(guān)系到建筑使用性能，建設(shè)投資，質(zhì)量和工期。因此工程設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真研究建設(shè)場(chǎng)地巖土狀況，正確確定地基承載力。根據(jù)周圍環(huán)境和適用情況采用合適的變形計(jì)算模式，正確計(jì)算地基變形。采用合理的措施控制差異沉降，做到安全適用經(jīng)濟(jì)合理。 參考文獻(xiàn)： [1]高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》 [2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 [3]《高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算》 中國(guó)建筑工業(yè)出版社