根据工程实际情况,正确填写浇后浇带的荷载系数,完成基础设计。
▲如何进行主楼与裙房基础的整体设计
所谓主楼与裙房基础的整体设计,就是主楼与裙房之间的基础不设缝,甚至连后浇带也不设置。这也是目前基础设计的总体趋势。
如果想做到这一点,则差异沉降、整体倾斜和整体挠曲宜满足一定的条件。根据文献[4],差异沉降控制在30mm以内,整体倾斜控制在1.5‰~3.0‰,整体挠曲控制在3.0‰以内,则可以进行基础不设缝设计,并按同时进行建造。
如果预估的差异沉降、整体倾斜等相对比较大,不能满足上述要求,则宜先采取降低沉降差异的技术措施,比如调整基础形式,对地基土进行处理等,直到满足要求后再进行整体设计。
从软件的角度上讲,取得上述预估沉降量的方法仍然是将荷载系数填为1,其操作过程与前面介绍相同。
▲解决主楼与裙房之间沉降差异的常见方法
简单地说,降低主楼与裙房之间沉降差异的主要原则就是尽量减少主楼的沉降量,而相应增加裙房的沉降量。围绕着这一原则,我们可以采取以下措施:
(1)主体结构中尽量使用轻质材料,比如轻骨料砼、钢结构、现浇砼空心板等;
(2)主体结构尽可能地坐落在低压缩性地基土层上,而裙房尽可能地坐落在高压缩性地基土层上。如果预估的沉降量不能够满足要求,则或者可以将裙房下的地基土进行疏松处理,或者在主体结构下做CFG桩等复合地基。采用JCCAD软件计算时,可将经过处理后的土体的压缩模量重新填入后再进行计算;
(3)主楼采用箱形基础,以取得补偿,可大大减少沉降;而裙房采用弹性地基梁基础,以增加沉降。
(4)如果上述方法3仍无法降低沉降差异,设计人员还可以将裙房下弹性地基梁基础改为独立基础,以进一步增加裙房的沉降量。上部结构在主、裙房连接处设置后浇施工缝;
(5)若主体结构层数较多,或建筑物所在地区土质比较差,也可以在主体结构下采用桩基,裙房根据具体情况可采用独立基础、弹性地基梁或者筏板基础等;
(6)若主楼与裙房下都有地下室,则可以采用二者之间均设置筏板基础的设计方法。 (采用JCCAD预估差异沉降,首先设置永久沉降缝,后浇带系数设为1。差异沉降控制在30mm以内,整体倾斜控制在1.5‰~3‰,整体挠度控制在3‰以内,则可以进行基础不设缝设计,并按同时进行建造。)
五、桩基础设计
▲方案的人工初设计
先选择桩基的施工方法,再根据施工工艺和施工机械设定桩径,在【点柱状图】菜单项,各种桩长范围的竖向承载力和水平承载力特征值,通过多点的比较和各种桩径施工方法的比较,
能帮助设计人员确定比较合理可行的施工方法和桩径、桩长。
△单桩承载力(地质资料界面)
?D为桩直径,L1和L2分别代表可能持力层处桩的最小和最大长度。Q1和Q2代表L1和L2桩长的单桩竖向承载力特征值,H1和H2代表L1和L2桩长的单桩横向承载力特征值,B1和B2分别代表单桩抗拔力特征值。
例:CCTV地质资料剖面图
△桩的最小中心距
1.桩基竖向承载力
单桩承载力特征值桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值,如无当地经验值时,可按<建筑桩基技术规范>表5.2.8和表5.2.9取值。单桩竖向极限承载力标准值与特征值的换算关系见<建筑地基基础设计规范>(GB50007-2002)附录Q.0.10第七条的规定:单桩竖向极限承载力除以安全系数2,为单桩竖向承载力特征值Ra.
?单桩承载力计算 ?桩长计算
2.桩承台计算 ?覆土重的计算 ?墙下承台的设计
?关于桩基承台之间的连接问题
3、关于桩筏基础的设计 ?桩筏设计中的注意事项
?讲述如何简单方便的确定桩数和桩位 ?桩长的合理确定(长短桩的设计) ?桩对筏板的冲切
?讲述在JCCAD软件中如何正确合理地进行 ?内筒冲剪的验算
(桩筏设计中的注意事项:布桩系数可参考箱基规范附录C。 两桩,距离较远时,不布承台,而做地基梁,梁下布桩,按梁验算(满足承台宽度要求)
单柱单桩是否设置承台?
截面:桩>柱,可不设,桩顶互锚;截面:桩<柱,应设,承台内互锚。 ※单柱单桩更应该设置拉梁。)
(图形管理/显示内容/线荷载转化为集中力 桩基础/非承台桩 桩基础/围桩承台 桩筏有限元计算
老版本计算结果偏大
可布筏板,利用重心校核,得出竖向荷载及大小分布,从而估算桩数。)
(一、按照“天然地基”设计
? 梁元法 ? 有限元
注意:深度修正系数:0(不修正);输入地基处理后的地质资料;其他选“天然地基”。 二、按照“复合地基”设计 1.输桩
A.CFG桩型的选择;
B.复合地基承载力的计算; C.复合地基的沉降计算
2.不输桩(基础形式及沉降计算,选“复合地基”)
?讲述大底盘多塔时桩筏基础的注意事项 ?讲述设备桩基础的设计问题
▲关于角桩对锥形承台冲切的计算
1、JCCAD软件能够自动计算锥形承台的有效高度,即当从承台底角桩内边缘引450冲切线与承台变阶处相交时,取相交点处高度,当从承台底角桩内边缘引450冲切线与承台顶面相交时,取承台的有效高度。
2、由于JCCAD软件采用计算剪切面积的方法计算角桩冲切承载力,因此当出现角桩冲切承载力验算不满足要求时,提高锥形承台上段或下段高度均可使其满足要求,而采用《地基规范》算法当出现角桩冲切承载力验算不满足要求时,只能提高锥形承台下段高度才能使其满足要求,锥形承台上段高度的变化对计算结果不起作用。
3、采用JCCAD软件算法验算角桩冲切承载力时,其计算结果较采用《地基规范》算法相比更经济一些,而《地基规范》算法则更安全一些。
4、JCCAD软件算法由于要计算任意四边形的面积,计算过程要相对繁琐一些,而《地基规范》算法采用计算修正后的剪切面积的方法则比较简单、易行。
讲述采用JCCAD软件进行桩筏基础设计时所遇到的一些问题及解决方法
桩筏基础是目前工程界应用得比较广泛的一种基础形式,尤其是带裙房的主体结构,为了解决主楼与裙房之间的沉降差异,经常需要在主体结构下设计桩筏基础,而裙房则设计成筏板基础。在此,本文拟结合具体的工程实例,与广大设计人员讨论一下采用JCCAD软件进行桩筏基础设计时所遇到的一些问题及解决方法。
工程概况
某医院工程,主体结构27层,裙房2层。为解决沉降差异,主体结构下采用桩筏基础,裙房下采用梁式筏板基础。裙房下筏板厚0.6m,主体结构下的筏板厚1.5m。桩基础部分采用预制砼管桩,桩长22m,直径500mm,壁厚12mm,单桩承载力特征值为2300Kn,其基础平面布置图如图13-1所示:
按照程序的要求,先在整个基础上布置板厚为0.6m的母筏板,然后再在主体结构下布置板厚为1.5m的子筏板和桩基。程序能够自动在主体结构范围内用1.5m厚的子筏板替换0.6m厚的母筏板。该工程采用“桩筏筏板有限元”方法进行计算。在此菜单中,设计人员采用“弹性地基梁板模型”、选取“天然地基、常规桩基”、并“不考虑上下部分共同作用”。
在进行初步设计时,发现如下错误:
(1)网格划分不对
该工程网格划分2m后,发现主筏板与子筏板交界处网格没有划分上,如图13-2中红色框中所示:
经过分析发现,产生这种情况的主要原因是因为设计人员在布置母筏板时,其板边挑出宽度为400mm,而在布置子筏板时,其板边挑出宽度为1500mm,从而造成母筏板没有将子筏板完全包住,使计算机产生逻辑关系错误。为此,将母筏板边挑出宽度改为1500mm,则使网格划分成功(如图13-3)。