在概念设计的基础上要进行上部结构—承台—桩土的共同作用分析 应进行抗震承载力验算 桩数344根 4m)布桩相比 差异沉降接近于零 变桩长桩基转变为内大外小碟形分布 以桩基的变形 呈马鞍形分布 除临时性建筑外 1 3 通过调整地基或基桩的竖向支承刚度分布 宜按内强外弱原则布桩 天津 外围沉降为7.8mm 以下就传统设计存在的问题 3.1.1 提高建筑物使用寿命 确保桩间土较充分发挥承载作用 而按变刚度调平设计可大幅减小最大沉降和差异沉降 工程应用效果进行说明 等桩长桩基桩顶反力呈内小外大马鞍形分布 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时 应按增强主体(采用桩基) 3.1.4 应按水平地震作用 94-94规范的规定 采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合 这说明加大基础的抗弯刚度对于减小差异沉降的效果并不突出 G 应不小于1.0 这意味着承载能力极限状态的荷载效应基本组合的荷载分项系数为1.0 承台结构承载力极限状态的抗力仍采用现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 碟形沉降明显 ＝10mm 验算坡地 5 应根据表3.1.2确定设计等级 3.1.10 3)鉴于地基土性的不确定性对基桩承载力可靠性影响目前仍处于研究探索阶段 应采用荷载效应标准组合 故其荷载效应采用 差异沉降难免超出规范要求 应进行桩身压屈验算 1 后者最大沉降量s 94-94采用桩基承载能力概率极限状态分项系数的设计法 1 桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算 1 当天然地基承载力基本满足要求时 桩基设计时 最大沉降由6.0cm发展至12.5cm 北京电视台 2 从图6看出 抗裂 相应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值 确定桩数和布桩时 桩基设计中 应对桩身和承台结构承载力进行计算 甲级建筑桩基 最终达1:1.9 max 按荷载效应标准组合计算的构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力 计算内容和应采取的相应技术措施 γ 二级一般要求不出现裂缝的构件 3.1.5 均匀布桩 γ 4 裂缝宽度为控制内涵的正常使用极限状态计算 在施工过程及建成后使用期间 3 首先在上海采用以减小沉降为目标的疏布小截面预制桩复合桩基 γ 3.1.7 确保正常使用功能 宜进行上部结构-承台-桩-土共同工作分析 1 建筑物类型酌定 对于大体量筒仓 由于土与土 在相同荷载(F＝3250kN)下 最大差异沉降[△s 1)碟形沉降 须严格控制差异变形乃至沉降量 本条说明关于变刚度调平设计的相关内容 5 所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定 0 考虑土体固结变形时效特点 或对水平位移有严格限制的建筑桩基 ＝20mm 剪内力乃至开裂 max 中 s 当上部结构为荷载与刚度内大外小的框架-核心筒结构时 应进行局部压屈验算 下列建筑桩基应进行沉降计算 复合地基 这说明按常规布桩 关于桩身 承载能力极限状态 应采用水平地震作用 400PHC管桩 5 严格控制桩基的整体倾斜和稳定 概念设计要遵循变刚度调平设计原则 该大厦为22层框架-剪力墙结构 进行上部结构-基础-地基(桩土)共同作用分析计算 将测点移至地面柱 框架-核心筒结构 山东农行大厦 max G 3.1.7 三级允许出现裂缝的构件 ]＝0.002L l＝2m 其承载力许多情况下满足要求 布桩具有较大灵活性的桩型 宜于核心筒区域局部设置增强刚度 采用变刚度调平设计理论与方法结合后注浆技术对北京皂君庙电信楼 可采用减沉复合疏桩基础 3.1.9 碟形沉降会更趋明显[见图4(a)] ≤0.012L 基础埋置深度足够大 体型简单的7层及7层以下一般建筑 设计较甲级简单 呈明显碟形 考虑到预制桩沉桩出现上浮 对于钢管桩 设计时应选择基桩承载力变幅大 应按现行有关建筑结构规范的规定采用 关于桩基承载力计算和稳定性验算 高烈度区水平地震作用以及风荷载等引起的水平位移 作用力采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 液面控制严格的贮液罐体 对差异变形的适应性 2 地基为砂砾与黏性土交互层 变桩长布桩(图5)以抵消因相互作用对中心区支承刚度的削弱效应 最大相对差异沉降△s 疏桩或短桩基础 以图1北京中信国际大厦为例 待地下室建造出地面后 3.1 桩基设计时 变刚度调平设计原理与方法 图7为试验场地在粉质黏土地基上的20层框架结构1／10模型试验 0 ＝6mm减至s 原《建筑桩基技术规范》JGJ 可见 但由于场地条件 包括基础跨越地铁 本规范作这种调整的原因如下 最大裂缝宽度限值见本规范表3.5.3 在进行承台和桩身的裂缝控制验算时 在计算桩基结构承载力 在其施工过程及建成后使用期间 3.1.2 设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基 首先 验算坡地 其承载力调整系数 软土地基上的多层建筑物 基础埋深大于紧邻的重要或高层建筑物等 桩长l＝11m 最大差异沉降△s 按复合桩基设计 图1所示为北京中信国际大厦天然地基箱形基础竣工时和使用3.5年相应的沉降等值线 本条说明桩基设计的两类极限状态的相关内容 Q 50010 确定尺寸和配筋时 ＝1的荷载效应标准组合 桩数 岸边建筑 3)主裙连体变刚度 运输和锤击作用进行桩身承载力验算 max 丙级以外的建筑桩基 l＝2m)与变桩长(d＝150mm 卵石层 0 因此桩基正常使用极限状态设计计算维持原《建筑桩基技术规范》JGJ 桩基设计等级是根据建筑物规模 包含四个要点 对所有桩实施了复打 箱筏基础或桩承台的碟形沉降 丙级建筑桩基的要素同时包含两方面 故结构重要性系数 在概念设计的基础上 移交建设单位存档 φ 三是沉降观测应委托专业单位负责进行 当进行承台和桩身裂缝控制验算时 抗震设防区 桩基变形涵盖沉降和水平位移两大方面 由表1桩顶反力测试结果看出 有的为可算项 确定桩数和布桩时 3.1.3 桩身范围有较厚自重湿陷性黄土或可液化土等等 γ 将超过允许值 除临时性建筑外 6 参照现行《混凝土结构设计规范》GB 结构设计使用年限和结构重要性系数 在天然地基承载力满足设计要求的情况下 土反力按《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 此时如何确定桩基传递荷载和施工不致影响既有建筑物的安全成为设计施工应予控制的关键因素 对于混凝土预制桩 无桩筏板与局部增强(刚性桩复合地基)试验比较 视地层条件减小桩长) 本规范改为以综合安全系数K代替荷载分项系数和抗力分项系数 3.1.8 Q 根据图3所示桩箱基础实测反力内外比达1:1.9 该大厦高113m 筏板厚2.5m 均匀布桩 3.1.3 这类建筑物自身无特殊性 max 以方便使用 0 变刚度调平概念设计旨在减小差异变形 桩基沉降是计算绝对沉降 max 基础或承台内力和上部结构次应力显著降低 天然地基和均匀布桩的初始竖向支承刚度是均匀分布的 3.1 图2为北京南银大厦桩筏基础建成一年的沉降等值线 1)与现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB 墙上设置测点 风荷载作用下桩基的水平位移时 划分建筑桩基设计等级 对于框架-核心筒结构高层建筑天然地基承载力满足要求的情况下 计算水平地震作用 对于抗震设防区的桩基 正常使用极限状态 5 ＝2.5mm 3m 该大厦高104.1m 条文所列6项内容中有的为必算项 济南等地也相继应用 为二测点距离)一倍 密实砂 以资校对 框架-核心筒结构 风载作用效应的标准组合 应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合 降低承台内力和上部结构次内力 根据基桩所处环境类别 均匀布桩的桩顶反力分布特征 近年来 故采用荷载分项系数 桩长相对较短 荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基 旨在界定桩基设计的复杂程度 取得了良好的技术经济效益(部分工程见表2) 采用不同的承载力分项系数意义不大 7 2)马鞍形反力分布 承载能力极限状态 从图7(a) 对于荷载分布较均匀的大型油罐等构筑物 岸边建筑桩基整体稳定性采用综合安全系数 成桩质量可靠性应严加控制 为甲级 不应小于1.0 北京长青大厦 基底反力出现内小外大的马鞍形分布 桩基达到最大承载能力 沉降变形出现内大外小的碟形分布 上海称其为沉降控制复合桩基 max 采用后注浆等措施) 桩基结构作为结构体系的一部分 双层箱基 max 3 桩与桩 若采用天然地基 均匀布桩的桩筏基础的变形特征 由于抗力是采用基桩或复合基桩极限承载力除以综合安全系数K＝2确定的特征值 整体倾斜和局部倾斜的基本参数 ＝0.4％＞容许值0.2％ RE 由于桩端以下有黏性土下卧层 按荷载效应标准组合计算的构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值 3.1.2 相对弱化核心筒外围桩基刚度(采用复合桩基 基本设计规定 承台内力和配筋 其抗力应采用包含抗力分项系数的设计值 max 计算内容可视具体情况简略 应进行整体稳定性验算 由图3看出 γ 上述工程实例证实了这一点 3.1.6 桩基设计所采用的作用效应组合和抗力是根据计算或验算的内容相适应的原则确定 γ 这类建筑物由于荷载与刚度分布极为不均 后者可使承台整体弯矩 max 为避免上述负面效应 应采用荷载效应准永久组合 乙级建筑桩基 最大差界沉降△ 沉降分布与天然地基上箱基类似 是承载能力极限状态设计的具体内容 系统的沉降观测 差异变形超过允许值 二是桩距应在5～6d以上 ]＝0.002L 桩基结构安全等级 软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础 3.1.8 4 桩距3.3d ≤0.0008L 场地地质与环境的复杂程度 应与上部混凝土结构一致 一级严格要求不出现裂缝的构件 桩端持力层为粗中砂 抗拔桩基 基本设计规定 对于框架核心筒和框架-剪力墙结构 预计最终最大沉降量将达7.0cm左右 整体失稳或发生不适于继续承载的变形 0 0 第一类是(1)重要的建筑 使桩间土受桩牵连变形较小 墙脚部位设置测点 土与桩的相互作用导致地基或桩群的竖向支承刚度分布发生内弱外强变化 3 桩基础应按下列两类极限状态设计 并按相关规范观测直至稳定 如场地处于岸边高坡 2)关于不同桩型和成桩工艺对极限承载力的影响 由于问题的复杂性 应计算其水平位移 减小沉降的摩擦型桩 一是桩端持力层不应是坚硬岩层 max 一是桩基完工之后即应在柱 3.1.10 对上述按变刚度调平设计的桩基 3.1.9 建成一年 第二类是(3)体型复杂且层数相差超过10层的高低层(含纯地下室)连体建筑物 二是荷载分布较均匀 但最大沉降往往超过20cm 应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算 这种减沉复合疏桩基础在温州 其二 地基为半填半挖 近似计算中间单位宽板带核心筒一侧的附加弯矩较均布反力增加16.2％ 当高层主体采用桩基时 天然地基箱基的变形特征 差异沉降 max 突破传统设计理念 试验验证 2 应进行软弱下卧层承载力验算 图3所示为武汉某大厦桩箱基础的实测桩顶反力分布 对于本规范第3.1.4条规定应进行沉降计算的建筑桩基 包括采用局部桩基与局部刚性桩复合地基[见图4(c)] 应与上部混凝土结构一致 1)局部增强变刚度 20世纪90年代以来 对受水平荷载较大 受作用体将产生附加应力 3 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应 50007)的设计原则一致 (2)30层以上或高度超过100m的高层建筑 在石家庄某现场进行了20层框架-核心筒结构1／10现场模型试验 3.1.1 约束状态下的非均匀变形与荷载一样也是一种作用 (L 2 3 岸边建筑桩基的整体稳定性时 应按荷载分布考虑相互作用 计算水平地震作用 一般规定 其安全等级 简称为减沉复合疏桩基础 对于外围框架区应适当弱化 复合地基 以获取建筑物内 计算沉降等值线 而前者量大沉降量s 应按荷载效应标准组合计算裂缝宽度 这类建筑物的特点是荷载大 0 桩长22m 高11.8m max 当桩端平面以下存在软弱下卧层时 对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩 控制差异变形和整体稳定 重要性系数 其调平效果十分显著 (6)对相邻既有工程影响较大的建筑物 φ 2 核心筒冲切力显著降低 应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级 墙脚部成为长期测点 1 风载效应标准组合 将桩相对集中布置于核心筒和柱下 计算内容应根据场地与地基条件 北京呼家楼等27项工程的桩基设计进行了优化 承台顶面作用效应应采用基本组合 亦即为荷载效应标准组合 应于内部柱 天然地基箱筏基础土反力的马鞍形反力分布的负面效应将导致基础的整体弯矩增大 94-94的承载力概率极限状态设计模式尚属不完全的可靠性分析设计 应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合 三是由于基桩数量少而疏 由此引起的整体弯矩增量比中信国际大厦天然地基的箱基更大 可采用天然地基 设置于其上的刚度有限的基础(承台)受均布荷载作用时 观测数据和所绘曲线应作为工程验收内容 相应的荷载效应采用基本组合 引发墙体开裂者多见 外部的沉降和差异沉降值 验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度 2 桩基为 弱化裙房(采用天然地基 2 工程应用 将引起自身和上部结构的附加弯 随荷载和结构刚度增加 3.1.5 或使用功能上对变形有特殊要求(如冷藏库 应采用荷载效应准永久组合 必须进行系统的沉降观测直至稳定 6 (b)可看出 并确定承台内力与配筋 γ 50017(钢桩)规定的材料强度设计值 以确保基桩受荷能产生刺入变形 1984年建成至今20年 设计等级为乙级的体形复杂 应按桩基设计等级甲级设计 试验验证 应进行系统的沉降观测直至沉降稳定 应与混凝土结构设计规范一致 宜结合具体条件按下列规定实施 应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算 以节约资源 (4)20层以上框架-核心筒结构及其他对于差异沉降有特殊要求的建筑物 正常使用极限状态 最大沉降差由△s 3 应采用传至承台底面的荷载效应标准组合 考虑负摩阻力等至关重要 以单桩极限承载力和综合安全系数K为桩基抗力的基本参数 应采用传至承台顶面的荷载效应基本组合 软土地区多层建筑 岸边的桩基 应强化核心筒区域桩基刚度(如适当增加桩长 对于框架-核心筒结构高层建筑桩基 以减小差异沉降和承台内力为目标的变刚度调平设计 疏短桩 外围量大沉降量s ／L 1)变桩长模型试验 500PHC管桩 对于抗浮 桩基设计较简单 以及由于桩基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度划分为三个等级 采用对荷载集度高的核心区局部增强措施 ＝1的标准组合 四是沉降观测应事先制定观测间隔时间和全程计划 这种情况下首先应把握好桩基的概念设计 根据建筑规模 原《建筑桩基技术规范》JGJ 实际上已反映于单桩极限承载力静载试验值或极限侧阻力与极限端阻力经验参数中 1 0 裙房(含纯地下室)的地基或桩基刚度宜相对弱化 以测量地基的回弹再压缩量 又如在相邻既有工程的场地上建造新建筑物 功能特征 促使差异沉降减到最小 6-99所给反力系数 其最大沉降由s 4 精密生产工艺的多层厂房 2)桩基变刚度 对于主裙楼连体建筑 γ 为二测点距离)减至△s 等桩长布桩(d＝150mm 最大沉降s 环境条件的特殊性 ＝0.004L 3.1.6 max 应按吊装 4 结构设计使用年限 6 褥垫增沉等)的原则设计 对于主裙连体建筑基础 0 桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值 并加设保护措施 (L 变刚度调平概念设计 一是场地和地基条件简单 4)上部结构-基础-地基(桩土)共同工作分析 0 ≤38mm 应结合工程具体条件有针对性地进行计算或验算 因此承载力随桩型和成桩工艺的变异特征已在单桩极限承载力取值中得到较大程度反映 超过规范允许值[△s 2 第三类是(5)场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑物及坡地 2)核心筒局部增强模型试验 进一步优化布桩 二是对于框架-核心筒 考虑到桩基结构的修复难度更大 抵抗和适应差异变形的性能较差 ＝8mm 框架-剪力墙结构 岩溶极为发育且岩面起伏很大 但材料消耗相当可观 对位于坡地 边桩反力差增大 施工单位自测自检平行作业 应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 如图4(b)所示 承台底基土能有效分担份额很大的荷载 墙和外围柱 对于减沉复合疏桩基础应用中要注意把握三个关键技术 1 4 ≤0.0005L 对于按规范第3.1.4条进行沉降计算的建筑桩基 3.1.4 5 基底同置于岩石和土质地层 0 在总荷载F＝3250kN下 在计算承台结构和桩身结构时 体型与功能特征 采用 这就是变刚度调平概念设计的内涵 一般规定 场地地基和建筑物体形的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度 储罐的摩擦型桩基 0 50010关于结构构件正截面的裂缝控制等级分为三级 重心高 在天然地基满足承载力要求的情况下 对桩基结构进行抗震验算时 △s 计算荷载作用下基桩沉降和水平位移时 宜按变桩距 3 《钢结构设计规范》GB 节约投资逾亿元 风载和地震作用水平剪力大 桩径 50011的规定采用 后者包括长期水平荷载 如同上部结构一样从未实现基于可靠性分析的概率极限状态设计 风载作用下的桩基水平位移时 可对荷载集度高的区域如核心筒等实施局部增强处理 50009规定的荷载效应基本组合设计值计算确定 应将桩基设计分为表3.1.2所列的三个设计等级 按荷载效应准永久组合计算构件受拉边缘混凝土不宜产生拉应力 精密机床和透平设备基础等)的建(构)筑物桩基 桩长宜减小(当有合适桩端持力层时)