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1、JCCAD 2005 独基、条基 地梁、筏板 桩基、桩筏有偏心荷载减少 得少12134、桩基设计比较1415四、基础沉降计算l沉降计算增加回弹量计算16桩基沉降计算方法l一、半经验实体深基础法l二、从单桩出发考虑群桩作用的沉降计 算法l建筑地基基础规范GB5007-2002l桩基规范JGJ94-94l上海地基规范DBJ08-11-19991718192021五、大底盘高层建筑基础设计 施工难点与JCCAD正确应用 l1，大底盘多塔楼高层建筑应用现况 l 每年城镇竣工的建筑面积达5亿平方 米。大底盘多塔楼高层建筑、地下商场 、地下车库建筑以及大跨空间、多层地 下结构的出现，在目前住宅小区建设以
2、及大型公建项目中都占有非常重要的地 位，其面积可达总竣工建筑面积的10% 。 22北化东四环西区住宅及商业工程l5栋1718层公寓楼和4栋2层商业用房、地下 车库及配电站组成，公寓楼、商业用房、地 下车库及配电站座落在一个大底盘上。基础 采用梁板式筏形基础，板厚800，梁高1000 ，基础底板底标高9.10m（配电站基础底 板底标高10.80m），公寓楼、商业用房及 配电站地下2层，中间地下车库地下1层，上 覆3m厚的土体；公寓楼高60m,商业用房高 8.40m，框架结构，柱网8.1m8.1m。整个建 筑物东西长138.6m，南北宽103.35m，建筑面 积约85800。232、给地基基础设计
3、与施工带来的问题l（1）上部结构相对大底盘地下结构刚 度大，基底反力不均匀，基础底板的不 均匀变形，引起基础开裂，例如国贸二 期工程底板裂缝，防水失效；昆明建筑 大厦梁板式筏基开裂，底板防水失效。242、给地基基础设计与施工带来的问题l（2）目前解决大底盘高层建筑不均匀沉降的 办法一是设置沉降缝，二是设置施工“后浇带 ”，待沉降基本稳定后再浇筑“后浇带”砼。设 置沉降缝影响地下空间的使用功能，一般已 不采用，采用施工“后浇带”技术，在中、低 压缩性土层一般在主体结构封顶后浇筑“后浇 带”砼，但一般需1年或1年半时间，施工“后 浇带”的保护以及在有地下水的地区，降水周 期很长，费用开支可观，并增
4、加施工难度。252、给地基基础设计与施工带来的问题l（3）高层建筑与纯地下车库的连接条件l由于使用功能要求，高层建筑与地下车库的 连接可以采用柔性防水连接和刚性连接，柔 性防水连接由于维护困难，费用高，较少采 用；采用刚性连接的条件及连接时间也是当 前工程急需研究的课题。例如北京太阳园工 程地下2层车库，地上32层高层建筑，在主体 结构施工至78层时，地下车库的30cm厚顶 板与主体结构厚2.0m的转换层连接，由于刚 度相差悬殊，主体结构尚未封顶即出现多处 裂缝，防水失效。 263、充分、有效、正确利用JCCAD软件为 设计服务l充分利用：l 详细了解JCCAD的功能，有弹性地基 梁模型（菜单
5、3）与中厚板有限元模型 （菜单5）。基础模型有：WINKLER地 基，弹性半无限体解为基础的有限压缩 层模型，弹性半无限体修正解为基础的 有限压缩层模型，倒楼盖模型。可以考 虑上部结构与基础共同作用，或不考虑 。273、充分、有效、正确利用JCCAD软件为 设计服务l有效利用：l JCCAD直接读取上部结构的各种荷载 的标准组合与基本组合，上部结构TAT ，SATWE的凝聚刚度及底层网格。283、充分、有效、正确利用JCCAD软件为 设计服务l正确利用：l 理解地基基础设计的复杂性，岩土工程的 复杂性在于各种土质地基条件千差万别，在 不同成因和周围环境条件下表现出不同的力 学性质。地基基础按变
6、形控制设计已为工程 界共识，各种规范沉降计算的不统一及与实 际情况的差异。l 施工工序及施工“后浇带”设置对计算的影 响。整体计算与分开计算的结果不同如何应 用。l 有限元计算结果与实际工程的差别。294、设计计算及施工进一步研究方向l不同上部结构体型的地基反力及变形特征l主裙楼一体结构的荷载传递及变形特征l高层建筑与地下结构的连接及其灾害防治l大底盘高层建筑变形控制、设计的建筑措施 、结构措施及其施工措施l“施工后浇带”设置技术及可不设置的条件30六、基础交互设计31桩布置方式的选择l桩筏下桩布置的特点l 桩位的随意性，桩位自成网格l 桩位与荷载的相关性就地消化l 异形柱及剪力墙下桩的布置l
7、常用方式：单桩布置，单桩拷贝，围桩 承台。l梁下布桩筏板应后布或不布。32l为方便桩筏的优化布桩设计,可对桩筏 基础先按承台桩布置，然后再删除承台 。程序的“删除承台”菜单改为只删除承 台而保留桩（可用“删除桩”菜单删除桩 ）。最后布置筏板。33筏板复杂情况l不等高，不等厚l地质情况不一样情况l开大天井情况l水浮力与自重l有梁筏板基础下梁与地接触，板架空l设置后浇带34七，上下部结构共同作用，TAT和 SATWE刚度l1.上部结构计算时假设基础不变形，是 固端约束 ：实际结构的基础会沉降且可能不均匀。差异沉降会对上部结构产生次内力。l2.不同结构形式对差异沉降的反应是不 同的。l3.规范条文中
8、相关内容3536考虑上部结构刚度的方法l1.按TAT、SATWE、PMSAP的凝聚的 上部结构刚度进行计算 l2.倒楼盖模型上部结构为刚性l3.不考虑上部结构刚度上部结构刚度为037算例：38不考虑上部结构刚度沉降图39考虑上部结构刚度沉降图4041八、厚板有限元计算421，有限元计算的各种基础形式l天然地基上的筏基及地基梁基础l桩基：常规桩基l 复合桩基（规范）桩土分担比不变l 复合桩基（上海）超承载力由土承担l复合地基：l有桩体，桩与筏板有垫层，按桩筏输入l无桩体，输入承载力及处理深度432，桩筏基础特点及输入l不等高，不等厚l地质情况不一样情况l开大天井情况l水浮力与自重l有梁筏板基础下
9、梁与地接触，板架空l设置后浇带443，厚板有限元计算结果说明l沉降图，图层增删，沉降等值线图l反力图中承载力校核（最大值1.2，均值1.0） ，冲切校核，不足红字显示。设计值=特征值 *2/1 . 66l交互配筋取值原则：不以峰值为标准，识别 无用峰值。各网格取大，同截面网格取加权 平均。l交互输入配筋区域。增加双层及多层配筋454，桩筏计算不同模型比较l弹性地基板(梁)模型（WINKLER）土与桩按弹性假设 l倒楼盖模型按刚性板假设计算桩顶反力l有限压缩层法弹性解MINDLIN应力公式规范建议方法l有限压缩层法弹性解修正0.5ln(D/Sa)建研院方法46算例：油罐设计l板厚1.1米l桩长3
10、6米l油罐直径26.44米l荷载300kPa47484950515253位置（离中心距m ）02.424.827.229.1212.02比值中心处结果桩数1713192430总桩 94 上海规范沉降12612512011197801.575MINDLIN解沉降（ mm）10510410196.791.285.11.234M=1952 kNm/m MINDLIN解桩反力 （kN）1338137214261449163025391.898A=6862 mm2/m 修正解沉降（mm ）98.197.997.195.894.192.41.065M= 620 kNm/m 修正解桩反力（kN ）15291
11、55016051692183721051.377A=2364 mm2/m WINKLER解沉降 （mm）92.793.093.894.991.197.40.952M=-840 kNm/m WINKLER解桩反 力（kN）1779178618011822184518691.051A=2761 mm2/m54沉降比较55桩反力比较56八、高层建筑地基基础变刚度 调平设计 l一、概述l对于高层建筑桩筏、桩箱基础，按传统设计 理念是只重视满足总体承载力和沉降要求， 忽略上部结构、承台、桩、土的相互作用共 同工作特性，采用均匀布桩，甚至对边角桩 实施加强，由此导致基础沉降呈蝶形分布、 反力呈马鞍形分布，
12、主裙差异变形显著，基 础整体弯距和核心区冲切力过大，虽然基础 板配筋较多，但有的基础板和上部结构仍有 裂缝出现乃至影响正常使用。l针对上述情况，提出变刚度调平设计新理念 。57调平设计基本内涵l基本内涵是：首先，考虑框筒、框剪结构的 荷载与刚度分布特点和相互作用引起的应力 场不均，实施变刚度布桩（视地质条件实施 ，变桩长、桩径、桩距）强化核心区，弱化 核心区外围；对于刚度相对弱化区考虑桩土 共同分担荷载。其二，采用JCCAD程序进行 上部结构、承台、桩、土的共同作用分析， 调整布桩，使差异沉降趋于最小，合理确定 箱、筏承台的板厚与配筋。 58调平设计作法l对于主楼裙房联体建筑，则按强化主体 弱
13、化裙房的原则设计，主体采用桩基， 裙房则应首选天然地基，其次为复合地 基、疏短桩基。59八、高层建筑地基基础变刚度 调平设计l二、技术经济效益l按上述变刚度调平设计理念和方法设计 的框筒、框剪结构和主裙连体建筑已达 十余项，均收到了良好的技术经济效益 。l1.差异沉降明显减小l2.承台受力性状改善60威海海悦国际大厦CFG桩复合地基 l海悦国际大厦由主楼与裙楼组成，主裙 楼连体。主楼建筑物地上30层，裙楼地 上4层，地下2层，建筑高度99.90M，外 框内筒结构，平面呈矩形，整个建筑物 东西长142.5 m，南北宽44 m，建筑面 积约12万平方米。拟采用筏基，CFG桩 复合地基。 61威海海
14、悦国际大厦设计方案1、核心筒部分CFG桩桩长22m，桩径400mm，桩间距1.6m左右， 单桩承载力特征值为800KN，桩数为182根。 2、柱下CFG桩桩长19m，桩径400mm，桩间距1.6m左右，单桩承 载力特征值为700KN，桩数为451根。 3、主楼部分基础底板厚1.6m, 核心筒部分板厚2.2m。 4、裙房部分采用梁板式基础,梁尺寸是800 mm宽1400mm高, 板厚 0.5m。 5、主裙楼之间设后浇带。 6、裙房的抗浮设计不设置抗拔桩，利用建筑物的自重和配重平衡 水浮力。 7、筏板砼强度等级是C40，CFG桩砼强度等级是C30，受拉受压的 钢筋是三级钢，箍筋是二级钢。0标高处于地质资料标高4.30 m，筏板底标高为-10m，处于地质资料标高-5.70 m,埋深8.70 m 。 8、筏板下天然地基承载力特征值270kPa。62九，平面整体表示法l04G101-3“混凝土结构施工图平面整体表 示法制图规则和构造详图（筏板基础）”l 2004年2月12日63十, 基础计算工具箱l基础沉降计算，l承载力计算，l基础抗冲切、抗剪计算，l底版配筋计算，l人防荷载计算，l人防构件计算 64例子1：地下室不等高65例子2：后浇带66合算67分算68例子3：刚度调平69例子4：桩梁基础70例子5：国家体育馆7172例子6：巴黎城7374例子7：CCTV桩筏757677地震7879
