高層建筑剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)心得體會(huì)

1、1高層建筑剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)心得體會(huì) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值大于上部建筑附加壓力，我們會(huì)考慮選擇天然地基基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗休d力特征值小于上部建筑附加壓力，我們會(huì)習(xí)慣性地選擇樁基礎(chǔ)。天然地基基礎(chǔ)，上部建筑荷載作用全部由基礎(chǔ)下持力層承擔(dān)；樁基礎(chǔ)，上部建筑荷載作用全部由樁基承擔(dān)，不考慮土層分擔(dān)作用。介于兩種基礎(chǔ)之間的是考慮樁土共同工作的復(fù)合地基基礎(chǔ)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)考慮樁土共同工作有兩個(gè)途徑。高層建筑剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)體會(huì) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值大于上部建筑附加壓力，我們會(huì)考慮選擇天然地基基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗休d力特征值小于上部建筑附加壓力，我們會(huì)習(xí)慣性地選擇樁基礎(chǔ)。天然地基基礎(chǔ)，上部建筑荷載作用全部由

2、基礎(chǔ)下持力層承擔(dān)；樁基礎(chǔ)，上部建筑荷載作用全部由樁基承擔(dān)，不考慮土層分擔(dān)作用。介于兩種基礎(chǔ)之間的是考慮樁土共同工作的復(fù)合地基基礎(chǔ)。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)考慮樁土共同工作有兩個(gè)途徑。高層建筑剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)體會(huì) 1、考慮增強(qiáng)體對(duì)地基承載力的提高，按JGJ97-2012公式 Fspk = m (Ra/Ap) + (1-m) fsk 此時(shí)，基礎(chǔ)按增強(qiáng)體、土、褥墊層形成的復(fù)合地基設(shè)計(jì)。2、考慮承臺(tái)效應(yīng)，按提高后的復(fù)合基樁進(jìn)行設(shè)計(jì)。按JGJ94-2008第節(jié)有關(guān)公式 R=Ra + c fak Ac承臺(tái)效應(yīng)-摩擦型群樁在豎向荷載作用下， 由于樁土相對(duì)位移，樁間土對(duì)承臺(tái)產(chǎn)生一定豎向抗力，成為樁基豎向承載力的一部分而分擔(dān)

3、荷載，此種效應(yīng)稱為承臺(tái)效應(yīng)。62022/7/24實(shí)例一：淮安恒大項(xiàng)目復(fù)合地基設(shè)計(jì)2011年設(shè)計(jì)，用預(yù)制管樁作為增強(qiáng)體，天然地基承載力170Kpa提高到450Kpa72022/7/24一、工程概況：1、淮安恒大明都一期工程26萬m2，由23棟33層住宅樓組成，剪力墻結(jié)構(gòu)，地下一層。82022/7/24一、工程概況：2.場地土層分布如下： 層雜填土、素填土、局部淤泥質(zhì)填土；厚度約米。 層粉土: fak=110KPa；厚度約米。 層粉質(zhì)粘土: fak=180KPa；厚度約米。 層粘土與粉質(zhì)粘土互層:可軟塑，fak=170KPa；厚度約米。 層粘土、粉質(zhì)粘土:可硬塑，fak=260KPa；厚度約米。

4、層中砂與粉砂互層:密實(shí)、局部中密，fak=250KPa；厚度約米。 層粘土:硬塑，局部堅(jiān)硬，fak=300KPa。揭露厚度約米。92022/7/24一、工程概況：3.本工程地質(zhì)勘測結(jié)論如下：1）.地下水情況：勘探期間測得地下水位在地面以下米。水位受季節(jié)性變化影響較大。地下水對(duì)混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。 2）.該場地屬于對(duì)建筑抗震不利地段。建筑場地類別為類,場地特征周期值為。102022/7/24二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)階段與業(yè)主研究確定采用PHC500管樁，樁長20米，進(jìn)入層粘土不小于17米。試樁過程中樁壓不到設(shè)計(jì)標(biāo)高。后來考慮采用700鉆孔灌注樁與管樁復(fù)合地基兩種方案，進(jìn)行技術(shù)

5、經(jīng)濟(jì)對(duì)比。112022/7/24700鉆孔樁樁數(shù)191根，樁長40米，進(jìn)層約11米，Ra=3600kN122022/7/24管樁復(fù)合地基：PHC500(120)樁數(shù)387根，樁長14m，持力層為層 Ra=1300kN，樁間距4d，復(fù)合地基承載力為450kPa復(fù)合地基承載力計(jì)算按照建筑地基處理技術(shù)規(guī)范公式（）計(jì)算： fspk=m Ra/Ap+ B(1-m)fsk沉降采用PKPM-JCCAD計(jì)算，各單體計(jì)算總沉降量都不超過30mm.竣工時(shí)實(shí)測沉降均在10mm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于計(jì)算值。實(shí)例二：溧陽國際花園二期29#樓樁基考慮承臺(tái)效應(yīng)對(duì)樁基承載力提高的復(fù)合基樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，樁基承載力提高約14.5%。概況 高

6、層住宅,剪力墻結(jié)構(gòu)，地上29層，地下2層，建筑總重量181285 KN （21270 KN）。采用PHC600AB，樁長15m ，持力層為層礫砂層（，基礎(chǔ)板底），Ra=2700 KN，n=68，沿墻下布樁。按JGJ94-2008第節(jié)，考慮承臺(tái)效應(yīng)對(duì)樁基承載力提高的復(fù)合基樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，R=Ra+c fakAc=3091.18 KN ，提高約14.5%。該項(xiàng)目，考慮承臺(tái)效應(yīng)，單樁豎向承載力提高約1%。對(duì)比工程實(shí)例1：剛性樁復(fù)合地基是在天然地基內(nèi)打入剛性樁，考慮樁土共同工作效應(yīng)對(duì)天然地基承載力的提高進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。該工程筏板下層粉質(zhì)粘土，fav=170kPa ，按置換率4.9%布樁，PHC50014m達(dá)

7、到復(fù)合地基承載力fspk=450kPa。注意：考慮樁土共同工作復(fù)合地基設(shè)計(jì)方法須在筏板下設(shè)砂石褥墊層，樁體進(jìn)入褥墊層，不錨入筏板。有的工程地基條件很好，采用預(yù)制樁穿過深厚的硬塑黏土層以及中密以上砂土層，擠土效應(yīng)造成周圍環(huán)境破壞或樁基上浮破壞。這類事故最近見過多次發(fā)生。某工程靜壓樁擠土效應(yīng)造成樁基上抬接頭受拉破壞的實(shí)例一、由于擠土效應(yīng)，管樁上浮的工程實(shí)例某工程地上28層，地下2層，采用PHC600預(yù)制管樁，樁長29m ，持力層8-2含礫中砂層，單樁承載力特征值Ra=2700 KN，133根，1000T靜壓機(jī)施工。跳打施工完成后檢測，樁普遍上抬80240mm ，最大的上抬370mm ，攝像表明，管

8、樁接頭處拉開。（附后: 鉆孔剖面，樁基平面圖， 接頭斷裂攝像）恒大二期項(xiàng)目，采用剛性樁復(fù)合地基，在一期復(fù)合地基基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比。剛性樁復(fù)合地基采用較小直徑的樁體，樁土共同工作的性能發(fā)揮更好，達(dá)到相同承載力的條件下，經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。 后期開工的21#樓，地上27層地下室1層，將樁長減短，作了三種對(duì)比方案： 方案 樁型樁長RaknFspkKpa樁數(shù)置換率樁荷載分擔(dān)比樁擠土體積(立方)造價(jià)（萬）方案一PC400（90）1.61.610m6733857104.9%72%891.892.3方案二PC500(100)2.02.012m10383814534.9%71%1066.8106方案三PHC600（1

9、10）14m1588390100%1543145.1圖2為兩種剛性樁復(fù)合地基的樁位布置平面圖。法案三不考慮樁土共同 工作，上部荷載全部由樁基承擔(dān)。圖2 21#樓剛性樁復(fù)合地基樁位布置 方案一和方案二的管樁剛性體置換率和承載力計(jì)算如下表，樁頭大樣見圖3。圖3 方案三：按樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，建筑高度超過60米，采用直徑600管樁，樁長14m，單樁承載力Ra=1588kn樁數(shù)390。入土體積是方案一的倍，是方案二的倍?？紤]到前期施工的22#樓樁長14m已出現(xiàn)擠土上抬現(xiàn)象。該方案沉樁困難，擠土效應(yīng)大，造價(jià)偏高。設(shè)計(jì)院傾向于方案一，樁土共同工作性能好，擠土效應(yīng)不利影響也較小，由于單樁分?jǐn)偯娣e小，載荷板試驗(yàn)加載量

10、減小1/3，最后，業(yè)主考慮工期安排，選擇了造價(jià)稍高，樁數(shù)較少的方案二。 最近幾年跟蹤了一些高層剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，采用剛性樁復(fù)合地基的設(shè)計(jì)，有幾點(diǎn)體會(huì)，歸納如下：1、高層建筑復(fù)合地基，增強(qiáng)體宜采用樁身強(qiáng)度與承載力都較高的剛性樁，樁端持力層宜選擇硬塑狀粘土層以及中密砂層，乃至更好的強(qiáng)風(fēng)化巖層，密實(shí)砂層，但要注意對(duì)于后一類低壓縮性土層，樁端進(jìn)入不宜過深。樁按端承摩擦樁設(shè)計(jì)，對(duì)控制高層建筑的沉降變形有好處。以往多層建筑復(fù)合地基基底荷載不大，在軟土地基上，采用柔性樁（碎石樁，水泥土攪拌樁，灰土擠密樁等等）進(jìn)行復(fù)合，強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)體樁必須為摩擦型樁，以更好地發(fā)揮樁土共同工作性能。高層建筑對(duì)承載力和沉降控制的要求高

11、，按端承摩擦樁設(shè)計(jì)的剛性樁復(fù)合地基，當(dāng)樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層或密實(shí)砂層，單樁豎向靜載試驗(yàn)接近極限荷載時(shí)，沉降能達(dá)到3040mm。荷載作用下樁除了樁底沉降，在“褥墊層”內(nèi)樁頂有相對(duì)的“刺入”位移,也對(duì)調(diào)整樁土荷載分擔(dān)比起作用，實(shí)現(xiàn)樁土共同工作。當(dāng)作為增強(qiáng)體的剛性樁承載力較大時(shí)，褥墊層厚度適當(dāng)增加。 2、剛性樁復(fù)合地基宜采用小直徑樁，在樁的荷載分擔(dān)比一致條件下樁的直徑小、數(shù)量多，樁土共同性能發(fā)揮好于樁直徑大、數(shù)量較少的情況。恒大名都21#樓，方案一和方案二對(duì)比結(jié)果：方案一樁直徑小，樁數(shù)多，基底反力分布更均勻，樁土共同工作性能發(fā)揮更好一些。承載力相同的情況下，造價(jià)更低。若將方案一，PC400樁長也調(diào)至12

12、米，則造價(jià)相同，復(fù)合地基承載力將提高至420Kpa（樁長10米時(shí)為385Kpa）。復(fù)合地基采用較小直徑的剛性樁，不論是技術(shù)指標(biāo)還是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都好于采用較大直徑的剛性樁。復(fù)合地基采用的增強(qiáng)體樁直徑不受建筑高度超過60米必須大于600mm的限制。（GB/T3、剛性樁復(fù)合地基可以作深度修正，基礎(chǔ)兩側(cè)的超載越大（基礎(chǔ)埋深越大）修正提高也越大，復(fù)合地基承載力修正系數(shù)取。（GB/T50783-2012第條） 4、剛性樁復(fù)合地基與基礎(chǔ)之間設(shè)置褥墊層，厚度100300mm，剛性樁抗壓承載力、樁徑、樁距大時(shí)取較大值。墊層選用中砂、粗砂、級(jí)配良好的砂石、碎石，粒徑不宜大于300mm，樁頂和基礎(chǔ)之間應(yīng)設(shè)置褥墊層。褥墊

13、層在復(fù)合地基中具有如下作用：1）保證樁土共同承擔(dān)荷載，它是剛性樁與基底土層形成復(fù)合地基的重要條件。2)通過改變?nèi)靿|層厚度，調(diào)整樁垂直荷載的分擔(dān)，通常褥墊層越薄樁承擔(dān)的荷載百分比越高。3)減少基礎(chǔ)底面的應(yīng)力集中。4)調(diào)整樁、土水平荷載的分擔(dān)比，褥墊層越厚，土分擔(dān)的水平荷載百分比越大，樁分擔(dān)的水平荷載百分比越小。5)褥墊層的設(shè)置，可使樁間土承載力充分發(fā)揮，作用在樁間土表面的荷載在樁側(cè)的土單元體產(chǎn)生豎向和水平向附加應(yīng)力，水平附加應(yīng)力作用在樁表面具有增大側(cè)阻的作用，在樁端產(chǎn)生的豎向附加應(yīng)力對(duì)提高單樁承載力是有意義的。 5、恒大名都21#天然地基承載力特征值180kpa,筏板挑出2m，承載力約為總荷載的

14、50.7%，采用剛性樁復(fù)合加強(qiáng)后，樁分擔(dān)總荷載的71%，29%的上部荷載由樁間土承擔(dān)。復(fù)合地基設(shè)計(jì)估算，可按fspk=0.9mRa/Ap+0.8(1-m)fak?；赘郊恿?，剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅每層可取14Kpa，地下室每層22kpa底板面積考慮外挑，約為標(biāo)準(zhǔn)層面積的倍。6、目前地基基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算仍是經(jīng)驗(yàn)性的計(jì)算方法，按規(guī)范所做的沉降計(jì)算結(jié)果與實(shí)測資料差距很大，用不同的沉降計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果往往相差好幾倍，這方面的工作有待研究改進(jìn)。目前建筑沉降計(jì)算結(jié)果只能作為大致的預(yù)期值，跟蹤大量的工程觀察資料，實(shí)測沉降值都小于理論計(jì)算值。 復(fù)合地基的沉降控制是復(fù)合地基設(shè)計(jì)重點(diǎn)關(guān)注的問題。復(fù)合地基沉降驗(yàn)算可參照分

15、層總和法計(jì)算，其中主要問題是復(fù)合地基壓縮模量取值，建議復(fù)合地基壓縮模量，按JGJ79-2012第條確定。根據(jù)江蘇地區(qū)大量的工程實(shí)測經(jīng)驗(yàn)剛性樁復(fù)合地基實(shí)測沉降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于計(jì)算值。2010年建設(shè)的“恒大名都”一期項(xiàng)目，約30萬平方米，都是32層33層，100米高層住宅，按剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)，實(shí)測沉降最大11mm左右。2012年設(shè)計(jì)的合肥“中央天駿”約29萬平米高層住宅組團(tuán)，32層左右，高度接近100米，采用CFG樁復(fù)合地基，現(xiàn)已建成，竣工時(shí)沉降實(shí)測值也是10mm左右，沒有超過15mm的。遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于計(jì)算值。我們注意到，高層建筑采用剛性樁復(fù)合地基的沉降一般都小于采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁按樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的情況。

16、7、關(guān)于復(fù)合地基檢測的建議1）剛性樁復(fù)合地基必須通過復(fù)合地基載荷板試驗(yàn)和單樁靜載試驗(yàn)，確定復(fù)合地基承載力。2）當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件相近，并且剛性樁的直徑、樁長、置換率、工藝都相同的條件下：單體建筑載荷板試驗(yàn)不少于3塊，單樁豎向承載力靜載試驗(yàn)不少于3根且不少于總樁數(shù)的1%；“有經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)分別進(jìn)行單樁豎向抗壓載荷試驗(yàn)和樁間土地基豎向抗壓載荷試驗(yàn)并可按本規(guī)范公式（）計(jì)算復(fù)合地基承載力”（GB/T 5073-2012 第條）3）剛性樁復(fù)合地基質(zhì)量驗(yàn)收檢測，根據(jù)GB/T50783-2012第條，可抽取剛性樁進(jìn)行單樁豎向靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)量為總樁數(shù)的0.5%，且每個(gè)單體工程的試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3根。4）剛性樁復(fù)合地基載荷板試驗(yàn)，在緩變形下，承載力特征值取極限荷載的與沉降為荷載