濕陷性黃土場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

預(yù)應(yīng)力砼管樁在失陷性黃土場(chǎng)地的應(yīng)用本工程位于西安市曲江新區(qū)的北部，為高檔住宅樓。地下一層，地上為三十三層，結(jié)構(gòu)體系采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為一級(jí)。分析計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的《高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件SATWE》?；A(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力砼管樁基礎(chǔ)，樁頂為1200厚筏板。筏板底有兩層失陷性黃土，其厚度約為6米左右?，F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題進(jìn)行一下介紹。1．單樁承載力的確定設(shè)計(jì)初期，對(duì)是否處理失陷性黃土進(jìn)行了幾個(gè)不同方案的比較，包括DDC工法、灰土擠密樁、換土處理等處理方法。經(jīng)過初步比較，不處理失陷性黃土（即樁側(cè)考慮負(fù)摩阻力）無論是經(jīng)濟(jì)性，還是施工方法上都是比較可行的。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告書，基礎(chǔ)底板以下土層依次為：黃土（粉質(zhì)粘土）②層，可塑，中等失陷性，失陷系數(shù)平均值為0.045;黃土（粉質(zhì)粘土）③層，可塑，中等失陷性，失陷系數(shù)平均值為0.040;古土壤（粉質(zhì)粘土）④層，硬塑，輕微失陷性，失陷系數(shù)平均值為0.020；黃土（粉質(zhì)粘土）⑤1層、黃土（粉質(zhì)粘土）⑤2層、古土壤（粉質(zhì)粘土）⑥層、黃土（粉質(zhì)粘土）⑦層、古土壤（粉質(zhì)粘土）⑧層為可塑?硬塑無失陷性。按《失陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》判斷，擬建場(chǎng)地屬于自重失陷性黃土場(chǎng)地，所以在②③土中，樁側(cè)阻力應(yīng)考慮負(fù)磨阻力。選用直徑500砼預(yù)應(yīng)力管樁，樁長(zhǎng)33米，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算如下：土層號(hào)土層厚度hi（m）0500預(yù)應(yīng)力管樁qsik(kPa)qsikhiqpk(kPa)qpkAp(kN)23.45-15-51.7532.1-15-31.543.965253.5510.55052565.768387.676.266409.281.158597.754500882極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）u刀 h.+qA=3378kN丄sik i 丄pk p承載力設(shè)計(jì)值（kN）2111kN

綜合考慮，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值取值為3300kN?；A(chǔ)底板的計(jì)算預(yù)應(yīng)力砼管樁布置時(shí)，首先考慮沿墻下均勻布置。但由于墻下軸力較大，布置樁的難度較大，很多墻下樁布置重合，綜合考慮，最終選擇在基礎(chǔ)底板下滿堂布置。在這種情況下，由于底板下為兩層失陷性黃土，基礎(chǔ)及以上荷載完全有樁承擔(dān)，對(duì)底板的計(jì)算難度加大。設(shè)計(jì)時(shí)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行底板的計(jì)算：a） 由于墻的跨度變化不大，傳至底板的軸力相差較小，將結(jié)構(gòu)的總重除以基底面積，所得出的基底反力均勻作用在基礎(chǔ)底板上，即按倒樓蓋的方法進(jìn)行底板計(jì)算。b） 基礎(chǔ)底板下滿堂布置樁基礎(chǔ)，近似的認(rèn)為樁頂反力為集中力，直接作用于底板。設(shè)計(jì)時(shí)選取最大板塊（5.4mX4m）,樁頂反力取樁的最大設(shè)計(jì)值，計(jì)算簡(jiǎn)圖及結(jié)果如下（理正軟件2006版）：荷載條件:均布恒載:0.00kN/m2恒載分項(xiàng)系數(shù):1.25均布活載:0.00kN/m2活載分項(xiàng)系數(shù):1.40板容重 :0.00kN/m3板厚 :1200mm局部集中荷載:編號(hào)荷載屬性編號(hào)荷載屬性X(m)Y（m）荷載數(shù)值（kN）1恒載1.0002.0001650.002恒載3.0002.0001650.003恒載2.0003.6001650.004恒載2.0000.4001650.00材料類型:混凝土支座配筋調(diào)整系數(shù):1.00混凝土等級(jí):C40跨中配筋調(diào)整系數(shù):1.00縱筋級(jí)別:HRB400跨中配筋方向（度）:0.00保護(hù)層厚度:50mmlD寸|_7>CXIlQtrior-j.：<mgs■-jguv>■■■-IlD寸|_7>CXIlQtrior-j.：<mgs■-jguv>■■■-Im9■■j毛杯 一王!；彩..…玄…11IIIII11II11I11InIII111IIII114000256525C?25-65垂直扳邊彎矩和擔(dān)中彎嶽單位kN,m/m)垂直板辭和跨申畸驗(yàn)算樁對(duì)底板的沖切：底板厚h=1200mm,砼C40,f=1.80N/mm2t單樁承載力設(shè)計(jì)值F:3300F1.6=2063kN.l內(nèi)差法計(jì)算0h=0?983n=0.4+1.2』2=l1卩=nD=3.14X(500+1160)=5212.4mmmn=0.5+(40X1160)^(4X5212.4)=2.72所以n取值為1.00.70fnMh=0.7X0.938X1.8X1X4584.4X1160=6587kN>Fht m0 l即樁對(duì)底板沖切滿足要求。綜合以上的計(jì)算結(jié)果，考慮各種因素，在滿足裂縫及撓度的情況下，對(duì)底板的配筋進(jìn)行了設(shè)計(jì)。基坑開挖由于預(yù)應(yīng)力砼樁逐漸用在高層建筑中,基坑開挖不可避免。應(yīng)根據(jù)開挖深度考慮是否需要先圍護(hù)開挖再沉樁的方案。邊打樁邊開挖是不可取的，先打樁后開挖應(yīng)考慮對(duì)稱均勻，如在中間開挖把土堆在周圍就會(huì)造成四周和中心的土體高差懸殊,同時(shí)超孔隙水壓