超高层建筑深基础沉降计算进展
zsd_7964612046
2022年11月21日 11:04:06
来自于地基基础
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一、基础沉降计算从来就是地基基础工程中三大难题之一 百年甚至几百年来,很多专家、学者都对此作出过贡献,至今还没有完全解决。“万丈高楼从地起,上天容易入地难”,深基中不少问题弄不清,未知因素、不确定因素很多。地下工程确实比地上工程困难。超高层建筑深基础沉降计算也同样远没有完全解决。目前解决此问题的方法有以下途径:1.解析法2.数值计算法3.半解析唱半数值法4.半理论唱半经验方法地基变形或基础沉降计算涉及若干学科,并与地质条件、土的物理力学性质和工程密切相关,至今还没有很好的方法,使其计算理论值与沉降实测结果一致或十分接近。因此,以上第三、第四个方法就显得十分重要,也是目前工程上常用的有效方法。

一、基础沉降计算从来就是地基基础工程中三大难题之一

百年甚至几百年来,很多专家、学者都对此作出过贡献,至今还没有完全解决。“万丈高楼从地起,上天容易入地难”,深基中不少问题弄不清,未知因素、不确定因素很多。地下工程确实比地上工程困难。超高层建筑深基础沉降计算也同样远没有完全解决。目前解决此问题的方法有以下途径:
1.解析法
2.数值计算法
3.半解析唱半数值法
4.半理论唱半经验方法
地基变形或基础沉降计算涉及若干学科,并与地质条件、土的物理力学性质和工程密切相关,至今还没有很好的方法,使其计算理论值与沉降实测结果一致或十分接近。因此,以上第三、第四个方法就显得十分重要,也是目前工程上常用的有效方法。

二、国内外地基沉降计算研究进展

一般建筑物地基的变形包括:

a.初始沉降

b.固结沉降

c.次压缩(或次固结)沉降
由于地基沉降问题十分重要,至今还没有完全解决。近几十年来,国内外专家对此十分重视和感兴趣,提出了若干计算方法。这些方法都与实际情况有一定差距。这里归纳起来简介如下:

1.半理论唱半经验沉降计算方法(修正的分层总和法)。

2.考虑应力历史的地基沉降方法

3..应力路径法计算地基沉降

4.由变形特征进行沉降计算

5.采用有限元法计算沉降。

6.地基沉降计算的综合法。

7.地基沉降计算的参数测试技术研究。
至今,应该说地基沉降计算远远没有解决,其中难点之一就是计算参数的测试问题。

三、超高层建筑桩箱(筏)基础沉降研究进展

一般箱基的刚度大、协调不均匀沉降的能力强、抗震性能好,因此得到广泛应用。箱形基础的沉降研究除了研究其地基自重应力变形、回弹再压缩变形、恒定荷载作用的变形等以外,还研究上部结构、基础和地基的共同工作、共同作用,研究测试设备和方法。与此同时,也进行地基计算模型和计算参数的研究。超高层建筑的箱形基础工程在国外应用较多、在国内应用很少,在国内,建筑高度超过100m的箱形基础只有十多栋,超过200m的只有两栋(青岛中银大厦、广东国际大厦)。国外超过200m建筑高度采用箱(筏)基础的较多,尽量避免采用桩基础。国内的箱形沉降研究进展大多是中高层建筑,国外以沉降计算方法为重点介绍。

20世纪70年代,我国箱形和筏形基础的沉降问题在812层建筑(高度60m以内)中已取得很多成果,如箱形地基压缩深度分析和计算方法等。中国建筑科学研究院在1974年组织同济大学、商业部设计院、上海民用建筑设计院、北京市勘察院等作了不少箱基测试工作,把理论研究的一些成果与测试数据结合,编写了箱基规范。后来,考虑箱形基础的补偿性、地基回弹后再压缩性、基坑开挖以后的应力重分布等,提出分层总和法等地基变形计算方法(包括弹性力学计算方法、数值法和经验法)。箱基沉降计算中,集中于基坑底的回弹再压缩量研究和计算方法,并写进高层建筑箱形与筏形基础技术规范。同时,进行了大量的箱基沉降实测工作和共同作用分析,得到若干有用的结论。由此可见,我国的这两本基础规范,基本上可以反映其沉降计算方法和研究进展。

11925Terzaghi提出一维固结理论开始,主要应用弹性力学的方法来计算基础沉降问题。

21934年,Frohlick建立了地基沉降计算方法;1936年,Rendulic在固结过程中总应力不变的假设下,把一维固结问题推广到三维情况;

31941年,Biot建立了严格的固结理论并于1956年又将其推广到动力问题。

41948年,Terzaghi等提出砂土地基沉降计算方法。

51970年,Sckmertmann提出一个半经验的计算砂土地基沉降的公式,实际工程检验,比较符合实际。采用分层总和法可以考虑成层地基的情况。以上这些沉降计算方法,都可以用应力路径来归纳和总结,但仍要用弹性力学来计算土体的应力增量。

四、超高层建筑桩箱(筏)基础沉降研究进展

1)超高层建筑桩箱(筏)基础沉降研究,分为单桩沉降、群桩沉降和上部结构、基础、桩土共同作用研究。单桩的沉降计算是所有沉降计算的基础。在竖向荷载作用下,单桩沉降包括桩身的弹性压缩变形,桩端和桩端以下土体的压缩变形等三部分。目前单桩沉降的计算方法主要有:荷载传递分析计算方法、分层总和法、弹性理论计算法、剪切变形传递计算法、简化的经验方法。这些方法计算结果总有误差。一般工程设计都规定要进行试桩(试桩根数不少于3根),得到QS曲线。很多学者也研究单桩沉降与群桩沉降的关系,由于地基土的复杂性、可变性、地域性,很难找到一个统一的关系式,一般采用地区经验系数的办法,找到本地区的经验系数。首先注重群桩沉降实测或模型试验工作。

a.群桩沉降的实测和模型试验
  b.群桩计算半理论唱半经验法
  c.Poulos的弹性理论群桩沉降计算方法

d.群桩沉降计算的简化方法

(2)超长桩沉降计算进展超高层建筑深基础中,采用桩箱(筏)基础较多,而桩基又往往是大直径超长钻孔灌注桩。一般超长桩的直径d800mm,桩长l50m。我国在上海、天津、武汉、福州、南京、郑州、西安等软土地区不断兴建超高层建筑,大量采用超长钻孔灌注桩。钻孔灌注桩经过100多年的应用和研究,应该说短桩、中长桩、长桩的研究很多,积累的数据资料也多,而超长桩相对来说研究少,测试数据也少。

(3)本人详细研究了超长桩的基本特性,分析了沈保汉等提供的40多根超长桩的压桩试验数据从中得到重要结论:

a.超长桩具有控制沉降的突出优点。
  b.对于大直径钻孔灌注超长桩宜采用后压浆技术,以解决桩端沉渣和钻孔壁松弛问题。

c.应研究超深土力学向题,以推动沉降计算研究。

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知识点:超高层建筑深基础沉降计算

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hcwhrq
2022年11月21日 11:27:56
2楼

好资料,学习啦,谢谢楼主分享。

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