桩 筏（梁）基础设计中地基反力的确定方法

第 !"卷 第 !期 !""#年 $月 长安大学学报（建筑与环境科学版） %&’()*+ &, -.*)/’*) 0)123(4156（7(8.9 *): ;)21( 9 <813)83 ;:151&)） =&+ 9!" >&9! %’)9 !""# 桩?筏（梁）基础设计中地基反力的确定方法 李潘武@，!，麻爱武# （@9西安建筑科技大学 土木工程学院，陕西 西安 A@""BB；!9长安大学 建筑工程学院，陕西 西安 A@""$@； #9广东汕头金田建设总公司，广东 汕头 B@""C@） 摘要：桩?筏（梁）基础设计时，筏板（梁）底部的地基反力的确定是十分关键的，它不仅受到上部 结构的刚度影响，还受到地基土的固结度随着时间的增长而不断变化及地基刚度的时效性等的 影响 9设计时其计算模型的建立又和桩?筏（梁）的刚度有关 9根据地基土在桩?筏（梁）基础的作 用下的实际受力状况，结合工程实例，提出桩?筏（梁）基础设计时简化计算的 #种模型及 #种型 使用时的注意事项 9 关键词：桩；筏；反力；荷载 中图分类号：D0CA#9@ E ! 文献标识码：7 文章编号：@""@?AB$F（!""#）"!?""#"?"# !"# $#%#&’()*%(+) ’#%"+$ +, &#*-%(). ,+&-# +, ,+/)$*%(+) () 0(1#2&*,%（3#*’）,+/)$*%(+) $#4(.) !" #$%&’(@，!，)* *+&’(# （@9 -&++3/3 &, -121+ ;)/1)33(1)/，G1’*) 0)123(4156 &, 7(8.15385’(3 *): D38.)&+&/6，G1’*) A@""BB，-.1)*； !9 <8.&&+ &, -121+ ;)/1)33(1)/，-.*)/’*) 0)123(4156，G1’*) A@""$@，-.1)*； #9 <.*)5&’ %1)51*) H’1+: -&)5(&++1)/ -&IJ*)6，<.*)5&’ B@B"C@，-.1)*） 534%&*-%：K’(1)/ :341/) &, J1+3?(*,5（L3*I）,&’):*51&)，(3*851)/ ,&(83 (*,5 L&*(:（L3*I）L&55&I 14 23(6 1IJ&(5*)5，*): 15 )&5 &)+6 4’,,3(4 5.3 451,,)344 1),+’3)83 &, ’JJ3( 45(’85’(3，*): 5.3 :3/(33 &, 4&+1:1,61)/ 5.*5 451++ 4’,,3(4 5.3 8&)45*)5+6 8.*)/3 &, L*43 4&1+ *+&)/ M15. 5.3 1)8(3*43 &, 51I3 (3*8.34 *): 5.3 1),+’3)83 5.*5 51I3?3,,1813)86 &, L*43 451,,)344 9 D.3 345*L+14.I3)5 &, 8&IJ’5*51&) I&:3+ 14 8&)83()3: M15. 5.3 451,,)344 &, J1+3?(*,5（L3*I）:’(1)/ 5.3 :341/)9 H*43: &) (383121)/ J&M3( 8&):151&) 5.*5 *854 &) J1+3?(*,5（L3*I）,&’):*? 51&) &, L*43 4&1+，*): 5.3 3)/1)33(1)/ +121)/ 3N*IJ+3 14 8&IL1)3: *): 5.(33 O1):4 I&:3+4 &, 41IJ+1,6 8*+8’? +*51&) 5& 5.3 :341/) &) J1+3?(*,5（L3*I）,&’):*51&) *): *553)51&) 153I 1) ’41)/ 5.(33 O1):4 I&:3+ *(3 J’5 ,&(? M*(:9 6#7 8+&$4：J1+3；(*,5；(3*851)/ ,&(83；+&*: 随着建筑业的快速发展，高层建筑不断涌现， 桩?筏（梁）基础被大量使用 9桩?筏（梁）基础的计 算采用的方法：桩全部承担上部结构的荷载来进 行桩基设计，筏板仅调整桩基的不均匀沉降及承 担筏板（梁）上的局部荷载；筏板（梁）按建筑物总 荷载进行地基反力计算，然后按整体弯曲和局部 弯曲进行筏板（梁）计算；桩?筏共同工作 9目前的 问题是在什么情况下使用上述方法中的哪一种 9 本文根据土的实际情况及地基处理的方法进行受 力的定性分析，并确定模型的使用 9 @ #种计算方法所采用的模型假定 （@）桩全部承担上部结构的荷载 采用此种计算方法的模型是筏板（梁）底部不 考虑反力，建筑物总荷载全部传递给桩基础 9筏板 （梁）结构仅是一个受拉构件，其配筋计算可按受 拉构件或按上部结构楼板的计算方法进行计算 （仅考虑局部弯曲）9它适用于筏板下软土地基及 有空洞的不良地基 9 （!）筏板承担建筑物总荷载［@］ 此种计算方法的模型，是筏板采用地基计算 模型或按倒楼盖的计算方法进行计算 9桩仅考虑 减小不均匀沉降或进行嵌固，但实际上为了方便 计算，大多数设计人员在进行桩基设计时把全部 建筑物总荷载又传递给了桩基础 9这样计算出来 的结构安全系数比较高，但浪费比较大 9 收稿日期：!""#?"#?!@ 作者简介：李潘武（@F$# P），男，陕西西安人，长安大学讲师，博士研究生，主要从事施工技术及组织管理研究 9万方数据 （!）桩 !筏共同工作［"］ 先按基础底部反力考虑筏基的受力，然后按 建筑物的总荷载与基底部反力的差值由桩承担 " " 设计中需要注意的筏板（梁）反力 的计算问题 当采用桩基承担全部上部结构荷载，底板未 承担地基反力时，考虑到受力的明确，在地基处理 时，筏板底部大于 #$$ %%深度的土层应挖松散或 进行挖除回填松散的中砂（扣除地基反力），以免 桩基下沉时板（梁）基础底部土体压缩后产生过大 的反力导致底板（梁）上拱产生开裂或板（梁）受力 状态发生改变 "当然这种形式对于桩 !筏基础来说 比较少用，但对于桩 !梁基础来说用的就比较多， 此时地基梁就退化为框架梁或拉梁 " 当筏板承担上部结构的全部荷载时，桩主要 用于减小沉降量 "此时，随着建筑物的下沉，板上 承担的荷载有一部分传递给了桩，桩 !筏共同承担 上部结构荷载 "需要注意的是在筏板反力设计时， 一定要考虑桩承担的部分，因为上部结构的荷载 是先传递给板，再由板把一部分荷载传递给桩 "而 桩的设计可以按板底地基土的压缩量来反算桩基 的具体受力参数 " 桩 !筏共同受力计算时，由于桩的下沉使地基 反力施加给筏板，通过桩 !筏在共同工作时变形的 协调条件及协同工作条件，可以认为板的沉降量 与桩相同，然后反算板承担的荷载及确定板的设 计参数 "当然设计时先可以概略地将桩和筏板所 承担的荷载按一定的比例分配，先确定桩的设计 参数，计算桩的下沉量，然后反算板反力的设计参 数 "在桩 !筏板共同受力计算时，由于板下地基土 有一定范围的土层产生向下的位移，使桩周产生 了负摩阻力，该负摩阻力的影响范围为$ &!’ ( $ ""!)’（!’为 # 深度处土的附加应力，!)’为 # 深 度处土的自重应力）范围 " # 为板底部具有负摩阻 力的土层厚度 "负摩阻力值的大小可以认为是 # 深度处板应力扩散面积减去板底部面积与 # 深度 处!# 的乘积 " $%负 (｛（& * "& +,"）（’ * "’ +,"）- &’｝!’ 其中：$%负为负摩阻力；&，’ 分别为桩距及板带 （梁）宽；"为桩间土应力扩散角 " 当筏板为平板时，’ 值按桩冲切角及板厚计 算出来的宽度一般取冲切角范围内的宽度或取 （. "" & . "#）(（( 为桩径）" 地基土的压实系数直接决定于地基反力的大 小，在板设计时应该根据反力的要求进行取值，切 不能取值过大，而造成板的上拱或过小而造成反 力不足的问题 "压实系数的取值比较复杂，一般情 况下应根据试验确定 " ! 工程实例 西安市东郊某住宅工程，地上 ." 层，地下一 层 ，框架 ! 剪力墙结构 " 基础底部标高为 - # " /$$ %，基础下 0 " # % 深度范围内为软粘土 （含水量# ( 0$1，压缩系数 ). - " ( $ "2 345- .，承 载力设计值为 2$ 645）"其下为粘土（压缩系数 ). - " ( $ "$7 345- .），承载力设计值为 .7$ 645 " 采用桩 !梁基础 "桩布置在梁十字节点及十字 节点外 " "# (（( 为桩径）梁下处 "桩设计为摩擦型 桩 "根据静载荷试验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，桩长取 "2 %，直径为 /2$ %%时，单桩承载力设计值为 " "$$ 68，所对应 的桩下沉量为 ." %% " 按照以上条件，桩 !梁基础受力分析过程如 下： （.）受力分析 根据上部结构的受力实际状况，桩在下沉时 梁将随着一起下沉，由于梁底土为具有高压缩性 的软粘土，按变形协调条件梁的沉降也为 ." %% "但由于梁底土承载力设计值为 2$ 645，在 梁下沉地基土压缩的同时，梁底产生一定的地基 反力，使梁受力实际状况变得复杂 "如按桩 !梁共 同工作考虑，梁底反力对结构的应力状态的影响 又不是很大，所以在基础受力分析时梁底反力不 考虑，但出于安全，梁底反力在地基处理时应去 除 " （"）模型选择 采用桩承担整个建筑的荷重，梁底不考虑地 基反力的计算模型进行桩 !梁基础的计算 "此时梁 上所承担的荷载仅为地下室活荷载、梁自重及桩 产生不均匀沉降时产生的拉力 " （!）受力计算及构件设计 根据所选择的计算模型，桩的设计按柱（墙） 下群（排）桩基础进行：梁按其自重及地下活荷载 作用下的局部弯曲进行设计，并按承台梁进行抗 剪及抗冲切验算 "计算结果如下：桩身混凝土采用 .!第 "期 李潘武，等：桩9筏（梁）基础设计中地基反力的确定方法 万方数据 !"#，设置 $!%&，! ’ %# (的钢筋 "桩距在柱下为 % )## ((，布置为三桩（单排或三角形等）或五桩 （梅花型）"在墙下桩距为 * +## ((，沿墙长方向布 置 "梁断面为 ,## (( - % *## ((，底筋为 $!*.，负 筋为 +!*. / +!** " （+）地基处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 由于上述计算结果未考虑地基反力的作用， 梁底按以下方案进行处理：桩间原状土不夯实；梁 混凝土施工完成 *$ 0后，用直径 +# ((的洛阳铲 将梁底土掏出 " 经 观测，在建筑使用 * 1后，总沉降为 %% ((，基础未发现结构裂缝 2 参考文献： ［%］唐维新 2高层建筑结构简化分析与实用设计［3］2北 京：中国建筑工业出版社，%))%2 ［*］宰金珉，宰金璋 2高层建筑基础分析与设计［3］2北 京：中国建筑工业出版社，%))"2 （上接第 *"页） 可得出以下几点认识： （%）对沟壑地段、半填半挖及填挖结合路段， 可采用强夯法对黄土路基进行压实施工 2 （*）试验段研究表明，对一般路基填方段，当 施工面积较大时，采用强夯压实施工较常规碾压 施工经济，效果也好 2 （ "）对黄土路堤的分层强夯压实，当采用 %## 45( 强夯能级时，虚填方厚度不宜大于 * 2# (2可按先两边路肩后中部的施工顺序满夯一 遍，最后拍平，单点击数为 $ 6 %# 击，夯点布设按 梅花形，夯锤边缘距离不大于 # 2. (2 （+）强夯压实施工的质量控制有两方面：一是 检测夯后土体的压实度，要求达到规范要求；二是 按夯沉量控制，即平均夯沉量大于 .# 7(，最后两 击平均贯入度小于 . 2# 7(2 （.）强夯压实施工试验段工后观测结果表明， 路基稳定性好，工后沉降很小 2 参考文献： ［%］余 军 2强夯加固技术在道路工程地基加固中的应用 ［8］2国外公路，%)$#，（+）：%&2 ［*］刘祖典 2黄土力学与工程［3］2西安：陕西科学技术出 版社，%)),2 ［"］钱鸿晋 2湿陷性黄土地基［3］2北京：中国建筑工业出 版社，%)$.2 ［+］898#.% : )"，公路土工试验规程［;］2 （上接第 *)页） 类构件如墙体，施工中应尽量晚拆 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 2若为加快 模板周转，也应在 " 0后拆模，而且混凝土墙面模 板拆除后，应全面覆盖塑料薄膜或挂草帘等，安排 人定时洒水保湿，防止水分快速蒸发，使养护期间 混凝土表面始终保持湿润 2同时应注意养护用水 的水温与混凝土表面温度之差不宜超过 %.< 2夏 季中因为日晒强烈，混凝土温度与自来水温度相 差很大，可采用蓄水池中的水养护混凝土 2 + 2, 采用补偿收缩混凝土 在混凝土中加入微膨胀剂，使混凝土的收缩 得到部分自行补偿，以降低收缩应力 2 . 结 语 通过以上分析，找出产生裂缝的原因，制定了 相应的对策并在随后的高层建筑施工中加以应 用，基本上消除了裂缝，更没有出现贯通性的斜裂 缝 2 参考文献： ［%］王铁梦 2工程结构裂缝控制［3］2北京：中国建筑工业 出版社，%)),2 ［*］=> .##%# : *##*，混凝土结构设计规范［;］2 *" 长安大学学报（建筑与环境科学版） *##"年 万方数据