高层建筑桩筏基础的工作机理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,一、高层建筑桩箱、桩筏基础的工作机理,打入桩与箱基、筏基的共同工作机理,一、高层建筑桩箱、桩筏基础的工作机理打入桩与箱基、筏基的共同,1,第一阶段，建筑物施工期和使用早期内,，,基底与桩间土保持接触,，,桩与箱,(,筏,),共同承担建筑物荷载,第二阶段，随着时间的进展，打桩时引起的孔隙水压力逐渐减小，桩承受的荷载增大。若此时桩间土的固结沉降大于桩基沉降，则基底与桩间土脱离。,第三阶段，由于桩承担的建筑物荷载的增大或桩全部承担建筑物荷载，建筑物的沉降将不断增加。此时桩沉降速率要比孔隙水压力消散速率大些，经过一定时间，基底承担荷载增大或基底可能又与桩间土再度接触。箱基或筏基分担上部结构荷载又增加。,第一阶段，建筑物施工期和使用早期内，基底与桩间土保持接触，桩,2,第四阶段，在上一阶段，桩间土再度增加上部荷载的分担或桩间土与基底再度接触，则桩承受的荷载减少，建筑物的沉降速率相应递减。由于孔隙水压力的完全消散需要很长时间，当孔隙水压力消散引起桩间土的固结沉降又大于建筑物的沉降时，则桩间土承担的土压力再度减少，桩分担的荷载增大；或基底与桩间土再度脱离，建筑物的荷载再度由桩单独承担。,第五阶段，如此循环，直至建筑物沉降稳定为止。如果基底与桩间土脱离，而桩已有足够的承载力单独地承担建筑物的荷载，则桩间土与基底将永远脱离。,第四阶段，在上一阶段，桩间土再度增加上部荷载的分担或桩间土与,3,只有当打入桩数量减少到一定数量时，即建筑物总荷载,(,扣除浮力,),接近或超过所有桩极限承载力总和的情况下，桩和桩间土才保持始终一起承担上部荷载。,打入桩与箱基、筏基的共同工作机理,钻孔灌注桩在施工过程中没有超孔隙水压力产生，在上部荷载作用下，桩和桩间土共同承担上部荷载，且在建筑物整个使用阶段中，桩和桩间土分担上部荷载的比例保持不变。,只有当打入桩数量减少到一定数量时，即建筑物总荷载(扣除浮力),4,二、高层建筑桩箱、桩筏基础的工作性状,高层建筑桩箱,(,筏,),基础的工作性状，对于常规设计,(,s/d,=3,4,情况,),，基本上接近于弹性地基上刚性基础的工作性状。,桩的存在，对减少箱基或筏基的沉降有明显的效果，并使高层建筑的整体横向倾斜大为改善，建筑物均匀下沉。,对于一般的高层住宅或宾馆，桩顶反力分布通常总是角桩最大，边桩次之，内部桩最小。,在高层建筑桩箱,(,筏,),基础承载力满足建筑物荷载条件下，增减少量桩数,(,例如,10,),对基础的沉降影响很小。,二、高层建筑桩箱、桩筏基础的工作性状高层建筑桩箱(筏)基础的,5,在常规设计条件下，高层建筑桩箱,(,筏,),基础的桩间土仍分担上部荷载，桩间土地基反力略呈马鞍形；在建筑物建筑竣工时，箱,(,筏,),底板可分担小于,25,的上部总荷载。,不管是满堂布桩还是轴线桩布置，箱,(,筏,),底板钢筋应力均很小，桩的刚度对箱,(,筏,),基础的刚度是有贡献的。,桩沿剪力墙轴线或柱下布置，较之桩满堂布置可大大减小底板的厚度。,其他条件相同，但施工条件不同，分担上部荷载的比例是不同的，采用灌注桩的箱,(,筏,),底板比采用预制桩的可分担更多的建筑物荷载。,在常规设计条件下，高层建筑桩箱(筏)基础的桩间土仍分担上部荷,6,7.4,桩箱、桩筏基础与地基共同作用分析实例,桩筏基础共同作用特性及变化规律,两个特征相对刚度,7.4 桩箱、桩筏基础与地基共同作用分析实例桩筏基础共同作,7,2,、桩筏基础的沉降,筏的相对刚度,K,R,对总沉降的影响,其他条件一定时，筏和群桩的刚度对桩,筏基础沉降起决定性作用。,桩间距对桩,筏基础沉降的影响,桩,筏基础的沉降随着桩间距的增大而增大，桩间距在,10,倍桩径以内时，桩,筏基础的沉降只随着桩间距的增大而稍有增大。,2、桩筏基础的沉降筏的相对刚度KR对总沉降的影响,8,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,9,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,10,桩长细比对桩,筏基础沉降的影响,桩的长细比对桩,筏基础沉降有显著影响。当桩径确定，增加桩长度就增大了桩,土体系的刚度，所以，桩的长细比增大，桩,筏基础的沉降减小。,桩相对刚度对桩,筏基础沉降的影响,桩,筏基础中桩的相对刚度直接影响桩,土体系的刚度。桩的相对刚度减小，桩,筏基础的沉降增大。,桩长细比对桩筏基础沉降的影响,11,桩,筏基础差异沉降的各种影响因素,筏的相对刚度对桩,筏基础的差异沉降影响最为显著，其他因素影响较小。,桩筏基础差异沉降的各种影响因素,12,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,13,3,、桩筏基础中筏板的内力,筏的相对刚度对桩筏基础中筏板弯矩的影响,筏的相对刚度与筏板的最大弯矩成正比。,当筏的相对刚度为,10.0,和,0.01,时，筏板的最大弯矩相差一个数量级。,3、桩筏基础中筏板的内力筏的相对刚度对桩筏基础中筏板弯矩的,14,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,15,桩间距对桩筏基础中筏板弯矩的影响,桩间距增大，筏板的弯矩也增大。,随桩间距的增大，筏板弯矩的增大比较平缓，并不急剧增加。,结论：在桩筏基础中，增大桩间距（或减少桩数量）并不会导致筏板弯矩迅速增加。,桩间距对桩筏基础中筏板弯矩的影响,16,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,17,其他因素对桩筏基础中筏板弯矩的影响,桩的长细比对筏板的最大弯矩影响极小；,桩的长细比较小，筏板的弯矩几乎不变；,桩的相对刚度减小，筏板的弯矩也相应减小，但减小幅度不明显。,桩筏基础的桩顶反力分布,筏的相对刚度对桩顶反力分布的影响,其他因素对桩筏基础中筏板弯矩的影响,18,当桩间距为,4d,、桩的相对刚度,K,R,10.0,时，角桩的桩顶反力是内部桩的,2,倍左右；,而当,K,R,=0.01,，筏相当柔性时，角桩、边桩和内部桩的桩顶反力基本上相等。,当桩间距为4d、桩的相对刚度KR10.0时，角桩的桩顶反力,19,桩间距对桩顶反力分布的影响,在,10d,范围内，角桩、边桩桩顶反力随桩间距的增大而减小；,桩间距达到,10d,后，桩桩间的相互作用几乎消失；,结论：适当地增大桩的间距，减小桩与桩之间的相互影响，可使各桩的桩顶反力尽量趋于均匀，从而使设计更加经济、合理。,桩间距对桩顶反力分布的影响,20,高层建筑桩筏基础的工作机理课件,21,桩长细比和相对刚度对桩顶反力的影响,当桩的长细比减小时，桩筏基础中的角桩、边桩和内部桩的桩顶反力比例稍有增加趋势。,当桩的相对刚度减小时，桩群中角桩、边桩和内部桩的桩顶反力比例也随之下降，尤其角桩的下降趋势明显。,结论：筏的相对刚度、桩间距和桩的相对刚度均对桩顶反力的分布有很大影响。,常规设计的桩,筏基础，筏的相对刚度较大，桩间距较小，桩顶反力的分布是四周大，中间小。,为了使各桩所承担的桩顶荷载趋于均等，应当适当地增大桩间距，减少桩数。,桩长细比和相对刚度对桩顶反力的影响,22,5,、桩与筏荷载的分担,筏的相对刚度对分担系数的影响,筏的相对刚度减小，筏的分担系数逐渐增大，但增大的趋势较慢。,5、桩与筏荷载的分担筏的相对刚度对分担系数的影响,23,桩间距对分担系数的影响,筏的分担系数随桩间距的增加而增大；,取相当接近于实际的桩筏或桩箱基础的情况,(,K,R,10,，,K,p,1000,，,s/d=3,4,，,L/d=50,100),，筏的分担系数为,15,-26,。,桩间距对分担系数的影响,24,桩的长细比和桩的相对刚度对分担系数的影响,桩的长细比增大，桩,土体系中桩的相对刚度相应增大，则桩的分担系数增加。,当桩的相对刚度降低，桩的长细比对桩的分担系数的影响甚微。,桩的长细比和桩的相对刚度对分担系数的影响,25,