1、地質(zhì)資料輸入和樁初設(shè)計(jì)應(yīng)用1講課內(nèi)容1，地質(zhì)資料輸入及樁初設(shè)計(jì)2，上部結(jié)構(gòu)荷載3，新規(guī)范承載力校核比較4，沉降計(jì)算方法5，大底盤高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)與JCCAD正確應(yīng)用 6，基礎(chǔ)交互設(shè)計(jì)（ 樁基樁筏）7，上下部結(jié)構(gòu)共同作用，TAT和SATWE剛度8，厚板有限元計(jì)算9，高層建筑地基基礎(chǔ)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)10，平面整體表示法11, 基礎(chǔ)計(jì)算工具箱2一、地質(zhì)資料輸入及樁初設(shè)計(jì)平面坐標(biāo)參照系標(biāo)高與建筑物標(biāo)高的關(guān)系：以結(jié)構(gòu)標(biāo)高作標(biāo)準(zhǔn)。土層名稱及默認(rèn)參數(shù)樁尺寸初設(shè)計(jì)，承載力名稱的轉(zhuǎn)換。與樁基規(guī)范的關(guān)系。修改孔點(diǎn)信息可以對(duì)所有點(diǎn)起作用，減少修改工作量。34孔口標(biāo)高39m，樁底標(biāo)高樁徑1200mm,承載力特征

2、值12500kN標(biāo)高為柱底標(biāo)高板厚56二、荷載組合按新荷載規(guī)范要求，程序按不同計(jì)算需要，生成三類荷載組合，即：基本組合，標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合?；窘M合:相當(dāng)于原規(guī)范的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)組合:相當(dāng)于原規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)荷載準(zhǔn)永久組合:相當(dāng)于原規(guī)范的準(zhǔn)永久荷載 7荷載選用原則墻下條形基礎(chǔ)可采用PM荷載或磚混荷載。TAT, SATWE, PMSAP荷載活荷載折減TAT“最大組合內(nèi)力簡(jiǎn)圖”與JC“目標(biāo)組合”8910活載樓層不折減三、新規(guī)范承載力校核比較111.柱下獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)果比較用新規(guī)范計(jì)算的柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底面邊長(zhǎng)與原規(guī)范相比減少了11%左右。中柱比邊柱減少的多PM荷載計(jì)算比用TAT荷載計(jì)算減少的多由于底面積減少，造

3、成基礎(chǔ)配筋量減少。沒偏心荷載減少得多;有偏心荷載減少得少124、樁基設(shè)計(jì)比較14四、基礎(chǔ)沉降計(jì)算沉降計(jì)算增加回彈量計(jì)算16樁基沉降計(jì)算方法一、半經(jīng)驗(yàn)實(shí)體深基礎(chǔ)法二、從單樁出發(fā)考慮群樁作用的沉降計(jì)算法建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范GB5007-2002樁基規(guī)范JGJ94-94上海地基規(guī)范DBJ08-11-1999172021五、大底盤高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)與JCCAD正確應(yīng)用 1，大底盤多塔樓高層建筑應(yīng)用現(xiàn)況 每年城鎮(zhèn)竣工的建筑面積達(dá)5億平方米。大底盤多塔樓高層建筑、地下商場(chǎng)、地下車庫建筑以及大跨空間、多層地下結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，在目前住宅小區(qū)建設(shè)以及大型公建項(xiàng)目中都占有非常重要的地位，其面積可達(dá)總竣工建筑面積的1

4、0%。 22北化東四環(huán)西區(qū)住宅及商業(yè)工程5棟1718層公寓樓和4棟2層商業(yè)用房、地下車庫及配電站組成，公寓樓、商業(yè)用房、地下車庫及配電站座落在一個(gè)大底盤上。基礎(chǔ)采用梁板式筏形基礎(chǔ)，板厚800，梁高1000，基礎(chǔ)底板底標(biāo)高（配電站基礎(chǔ)底板底標(biāo)高），公寓樓、商業(yè)用房及配電站地下2層，中間地下車庫地下1層，上覆3m厚的土體；公寓樓高60m,商業(yè)用房高，框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)。整個(gè)建筑物東西長(zhǎng)，南北寬，建筑面積約85800。232、給地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工帶來的問題（1）上部結(jié)構(gòu)相對(duì)大底盤地下結(jié)構(gòu)剛度大，基底反力不均勻，基礎(chǔ)底板的不均勻變形，引起基礎(chǔ)開裂，例如國貿(mào)二期工程底板裂縫，防水失效；昆明建筑大廈梁板式筏基

5、開裂，底板防水失效。242、給地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工帶來的問題（2）目前解決大底盤高層建筑不均勻沉降的辦法一是設(shè)置沉降縫，二是設(shè)置施工“后澆帶”，待沉降基本穩(wěn)定后再澆筑“后澆帶”砼。設(shè)置沉降縫影響地下空間的使用功能，一般已不采用，采用施工“后澆帶”技術(shù)，在中、低壓縮性土層一般在主體結(jié)構(gòu)封頂后澆筑“后澆帶”砼，但一般需1年或1年半時(shí)間，施工“后澆帶”的保護(hù)以及在有地下水的地區(qū)，降水周期很長(zhǎng)，費(fèi)用開支可觀，并增加施工難度。252、給地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工帶來的問題（3）高層建筑與純地下車庫的連接條件由于使用功能要求，高層建筑與地下車庫的連接可以采用柔性防水連接和剛性連接，柔性防水連接由于維護(hù)困難，費(fèi)用高，

6、較少采用；采用剛性連接的條件及連接時(shí)間也是當(dāng)前工程急需研究的課題。例如北京太陽園工程地下2層車庫，地上32層高層建筑，在主體結(jié)構(gòu)施工至78層時(shí)，地下車庫的30cm厚頂板與主體結(jié)構(gòu)厚的轉(zhuǎn)換層連接，由于剛度相差懸殊，主體結(jié)構(gòu)尚未封頂即出現(xiàn)多處裂縫，防水失效。263、充分、有效、正確利用JCCAD軟件為設(shè)計(jì)服務(wù)充分利用： 詳細(xì)了解JCCAD的功能，有彈性地基梁模型（菜單3）與中厚板有限元模型（菜單5）?；A(chǔ)模型有：WINKLER地基，彈性半無限體解為基礎(chǔ)的有限壓縮層模型，彈性半無限體修正解為基礎(chǔ)的有限壓縮層模型，倒樓蓋模型?？梢钥紤]上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)共同作用，或不考慮。273、充分、有效、正確利用JCC

7、AD軟件為設(shè)計(jì)服務(wù)有效利用： JCCAD直接讀取上部結(jié)構(gòu)的各種荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合與基本組合，上部結(jié)構(gòu)TAT，SATWE的凝聚剛度及底層網(wǎng)格。283、充分、有效、正確利用JCCAD軟件為設(shè)計(jì)服務(wù)正確利用： 理解地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，巖土工程的復(fù)雜性在于各種土質(zhì)地基條件千差萬別，在不同成因和周圍環(huán)境條件下表現(xiàn)出不同的力學(xué)性質(zhì)。地基基礎(chǔ)按變形控制設(shè)計(jì)已為工程界共識(shí)，各種規(guī)范沉降計(jì)算的不統(tǒng)一及與實(shí)際情況的差異。 施工工序及施工“后澆帶”設(shè)置對(duì)計(jì)算的影響。整體計(jì)算與分開計(jì)算的結(jié)果不同如何應(yīng)用。 有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)際工程的差別。294、設(shè)計(jì)計(jì)算及施工進(jìn)一步研究方向不同上部結(jié)構(gòu)體型的地基反力及變形特征主裙樓一體

8、結(jié)構(gòu)的荷載傳遞及變形特征高層建筑與地下結(jié)構(gòu)的連接及其災(zāi)害防治大底盤高層建筑變形控制、設(shè)計(jì)的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施及其施工措施“施工后澆帶”設(shè)置技術(shù)及可不設(shè)置的條件30六、基礎(chǔ)交互設(shè)計(jì)31樁布置方式的選擇樁筏下樁布置的特點(diǎn) 樁位的隨意性，樁位自成網(wǎng)格 樁位與荷載的相關(guān)性就地消化 異形柱及剪力墻下樁的布置常用方式：?jiǎn)螛恫贾茫瑔螛犊截?，圍樁承臺(tái)。梁下布樁筏板應(yīng)后布或不布。32為方便樁筏的優(yōu)化布樁設(shè)計(jì),可對(duì)樁筏基礎(chǔ)先按承臺(tái)樁布置，然后再刪除承臺(tái)。程序的“刪除承臺(tái)”菜單改為只刪除承臺(tái)而保留樁（可用“刪除樁”菜單刪除樁）。最后布置筏板。33筏板復(fù)雜情況不等高，不等厚地質(zhì)情況不一樣情況開大天井情況水浮力與自重有

9、梁筏板基礎(chǔ)下梁與地接觸，板架空設(shè)置后澆帶34七，上下部結(jié)構(gòu)共同作用，TAT和SATWE剛度1.上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)假設(shè)基礎(chǔ)不變形，是固端約束 ：實(shí)際結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)會(huì)沉降且可能不均勻。差異沉降會(huì)對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次內(nèi)力。2.不同結(jié)構(gòu)形式對(duì)差異沉降的反應(yīng)是不同的。3.規(guī)范條文中相關(guān)內(nèi)容35考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的方法1.按TAT、SATWE、PMSAP的凝聚的上部結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行計(jì)算 2.倒樓蓋模型上部結(jié)構(gòu)為剛性3.不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度上部結(jié)構(gòu)剛度為037算例：38不考慮上部結(jié)構(gòu)剛度沉降圖39考慮上部結(jié)構(gòu)剛度沉降圖4041八、厚板有限元計(jì)算421，有限元計(jì)算的各種基礎(chǔ)形式天然地基上的筏基及地基梁基礎(chǔ)樁基：常規(guī)樁基 復(fù)合樁基

10、（規(guī)范）樁土分擔(dān)比不變 復(fù)合樁基（上海）超承載力由土承擔(dān)復(fù)合地基：有樁體，樁與筏板有墊層，按樁筏輸入無樁體，輸入承載力及處理深度432，樁筏基礎(chǔ)特點(diǎn)及輸入不等高，不等厚地質(zhì)情況不一樣情況開大天井情況水浮力與自重有梁筏板基礎(chǔ)下梁與地接觸，板架空設(shè)置后澆帶443，厚板有限元計(jì)算結(jié)果說明沉降圖，圖層增刪，沉降等值線圖反力圖中承載力校核（最大值，均值），沖切校核，不足紅字顯示。設(shè)計(jì)值=特征值*2/1 . 66交互配筋取值原則：不以峰值為標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)別無用峰值。各網(wǎng)格取大，同截面網(wǎng)格取加權(quán)平均。交互輸入配筋區(qū)域。增加雙層及多層配筋454，樁筏計(jì)算不同模型比較彈性地基板(梁)模型（WINKLER）土與樁按彈性

11、假設(shè) 倒樓蓋模型按剛性板假設(shè)計(jì)算樁頂反力有限壓縮層法彈性解MINDLIN應(yīng)力公式規(guī)范建議方法有限壓縮層法彈性解修正0.5ln(D/Sa)建研院方法46算例：油罐設(shè)計(jì)板厚米樁長(zhǎng)36米油罐直徑米荷載300kPa4748495051525354位置（離中心距m）02.424.827.229.1212.02比值中心處結(jié)果樁數(shù)1713192430總樁94上海規(guī)范沉降12612512011197801.575MINDLIN解沉降（mm）10510410196.791.285.11.234M=1952 kNm/mMINDLIN解樁反力（kN）1338137214261449163025391.898A=68

12、62 mm2/m修正解沉降（mm）98.197.997.195.894.192.41.065M= 620 kNm/m修正解樁反力（kN）1529155016051692183721051.377A=2364 mm2/mWINKLER解沉降（mm）92.793.093.894.991.197.40.952M=-840 kNm/mWINKLER解樁反力（kN）1779178618011822184518691.051A=2761 mm2/m沉降比較55樁反力比較56八、高層建筑地基基礎(chǔ)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì) 一、概述對(duì)于高層建筑樁筏、樁箱基礎(chǔ)，按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是只重視滿足總體承載力和沉降要求，忽略上部結(jié)構(gòu)、

13、承臺(tái)、樁、土的相互作用共同工作特性，采用均勻布樁，甚至對(duì)邊角樁實(shí)施加強(qiáng)，由此導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降呈蝶形分布、反力呈馬鞍形分布，主裙差異變形顯著，基礎(chǔ)整體彎距和核心區(qū)沖切力過大，雖然基礎(chǔ)板配筋較多，但有的基礎(chǔ)板和上部結(jié)構(gòu)仍有裂縫出現(xiàn)乃至影響正常使用。針對(duì)上述情況，提出變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)新理念 。57調(diào)平設(shè)計(jì)基本內(nèi)涵基本內(nèi)涵是：首先，考慮框筒、框剪結(jié)構(gòu)的荷載與剛度分布特點(diǎn)和相互作用引起的應(yīng)力場(chǎng)不均，實(shí)施變剛度布樁（視地質(zhì)條件實(shí)施，變樁長(zhǎng)、樁徑、樁距）強(qiáng)化核心區(qū)，弱化核心區(qū)外圍；對(duì)于剛度相對(duì)弱化區(qū)考慮樁土共同分擔(dān)荷載。其二，采用JCCAD程序進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)、承臺(tái)、樁、土的共同作用分析，調(diào)整布樁，使差異沉降趨于最小

14、，合理確定箱、筏承臺(tái)的板厚與配筋。 58調(diào)平設(shè)計(jì)作法對(duì)于主樓裙房聯(lián)體建筑，則按強(qiáng)化主體弱化裙房的原則設(shè)計(jì)，主體采用樁基，裙房則應(yīng)首選天然地基，其次為復(fù)合地基、疏短樁基。59八、高層建筑地基基礎(chǔ)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)二、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益按上述變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)理念和方法設(shè)計(jì)的框筒、框剪結(jié)構(gòu)和主裙連體建筑已達(dá)十余項(xiàng)，均收到了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。1.差異沉降明顯減小2.承臺(tái)受力性狀改善60威海海悅國際大廈CFG樁復(fù)合地基 海悅國際大廈由主樓與裙樓組成，主裙樓連體。主樓建筑物地上30層，裙樓地上4層，地下2層，建筑高度，外框內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，平面呈矩形，整個(gè)建筑物東西長(zhǎng)142.5 m，南北寬44 m，建筑面積約12萬平方米。

15、擬采用筏基，CFG樁復(fù)合地基。 61威海海悅國際大廈設(shè)計(jì)方案1、核心筒部分CFG樁樁長(zhǎng)22m，樁徑400mm，樁間距左右，單樁承載力特征值為800KN，樁數(shù)為182根。2、柱下CFG樁樁長(zhǎng)19m，樁徑400mm，樁間距左右，單樁承載力特征值為700KN，樁數(shù)為451根。3、主樓部分基礎(chǔ)底板厚1.6m, 核心筒部分板厚。4、裙房部分采用梁板式基礎(chǔ),梁尺寸是800 mm寬1400mm高, 板厚。5、主裙樓之間設(shè)后澆帶。6、裙房的抗浮設(shè)計(jì)不設(shè)置抗拔樁，利用建筑物的自重和配重平衡水浮力。7、筏板砼強(qiáng)度等級(jí)是C40，CFG樁砼強(qiáng)度等級(jí)是C30，受拉受壓的鋼筋是三級(jí)鋼，箍筋是二級(jí)鋼。0標(biāo)高處于地質(zhì)資料標(biāo)高4.30 m，筏板底標(biāo)高為-10m，處于地質(zhì)資料標(biāo)高-5.70 m,埋深8.70