超高层桩伐基础的变刚度调平设计

2022-09-10

1. 工程土层分析

在本次工程建设过程中, 主要以黄土地地基为主, 地下室呈现出矩形的形状, 其中地上1到5层为裙房, 主要采用框架结构。在实际设计过程中, 塔楼、裙房在多方面存在很大的差异, 导致实际的刚度和质量也就存在不同, 并且在实际设计过程中, 建筑功能日益复杂, 大大增加了基础设计的难度。并且在施工现场, 黄土地基虽然土质比较均匀, 但是承载力较差, 在进行设计过程中, 一旦出现基础变形情况, 就会导致连接部位开裂, 导致十分严重的后果, 因此, 在本次工程设计过程中, 设计人员需要充分考虑到超高层桩筏基础受力和变形机理, 从而制定出科学合理的基础方案。

2. 变刚度调平设计方法

根据工程建设施工现场情况, 天然地基和均匀布桩的地基支撑是呈现出均匀分布的特点, 在实际过程中, 土与土之间、桩与桩之间以及土与桩之间会发生相互作用, 导致地基或者桩群出现内弱外强的变化, 并且在实际沉降变形过程中, 呈现出碟形分布的特点, 就会增加声部结构的次应力, 甚至导致基础出现开裂, 影响到整个建筑结构的稳定性。因此, 为了有效减低不良因素, 需要设计人员对地基和基础的刚度进行协调, 保证沉降能够均匀的变形, 从而达到变刚度调平的标准。

在进行变刚度调平过程中, 主要是为了减少出现的差异沉降, 避免筏板产生更多的内力, 同时降低上部结构的次应力, 最大限度的保证桩筏基础安全性和可靠性。在实际设计过程中, 可以采用以下方法:设计人员可以根据实际结构形式、荷载大小以及具体的土层分部情况, 增加局部的的刚度, 做好主裙连体和桩基刚度调平, 然后子啊的根据地基、基础以及上部结构荷载情况, 进行科学的计算和分析。对上部结构而言, 很难进行有效的调整, 在进行筏板基础上, 设计人员改变板的厚度, 设置相应肋梁, 不断提升刚度, 但是这种方式, 需要很多的投资。

3. 地基基础变刚度调平设计

在进行实际设计过程中, 由于上部结构荷载和刚度呈现出不均匀分布的特征, 虽然结合地下室情况, 对地基进行有效补偿, 但是依然满足不了实际承载力和变形的要求。经过认真的对比分析, 在进行荷载较大塔楼设计过程中, 需要采用大直径钻孔灌注桩桩筏基础设计, 而在裙房设计过程中, 主要采用天然地基平板式筏基。同时为了强化核心筒的竖向支撑的强度, 需要设计人员不断弱化外围框架的竖向支撑力度, 从而满足变刚度调平设计的理念。在进行沉降计算过程中, 主要利用上部结构-承台-土桩等共同分析的方法, 对出现的桩筏基础变形进行分析, 从而满足各方面协同关系。在实际设计过程中, 由于的核心筒距离桩距较近, 那么需要考虑到群桩效应, 在实际计算过程中, 可以采用等效分层的方法, 利用有限元分析软件, 对整个建筑上部结构-承台-桩土的相互作用进行沉降计算, 还可以利用准永久组合的荷载作为等效的附加荷载进行计算。

在与传统布桩过程中, 呈现出马鞍形变化的特点。在本次工程筏板中, 内力变化呈现出变化均匀特点, 通过变刚度调平设计, 可以降低筏板的内力, 最大限度的降低上部结构的次应力。

4. 基床刚度系数设计

在进行高层带裙房筏板基础设计过程中, 需要进行对整个工程的上部结构、基础以及桩土的刚度的沉降进行全面的分析, 当相应的设计参数保持稳定以后, 基床的刚度的取值成为当前工作沉降等值线参数。因此, 在本次筏板沉降设计计算过程中, 为了保证计算的有效性, 主要采用弹性梁板模型, 也就是利用地基上任何一点的压强, 与地基沉降成正比。在通常情况下, 由于施工现场施工技术条件比较复杂, 很容易受到外界因素的影响, 导致基床系数会随着位置的变化, 而出现变化, 与土层分布、基底大小以及荷载等有着很大的关系。由此可知, 在进行基床系数确定过程中, 需要结合实际情况, 采用科学合理的计算方法, 保证计算的正确性和合理性。

5. 后注浆钻孔灌注桩分析

在进行实际设计过程中, 为了提升筏桩基础的的承载鞥努力, 满足实际控制沉降变形的标准, 在本次工程设计过程中, 主要利用不同直径和长度的桩型进行分析计算, 并且由于高层结构荷载较大, 采用一般的桩型很难满足实际需要, 因此, 设计人员经过多次的论证分析, 在本次工程施工过程中, 主要采用1米的钻孔灌注桩, 从而做好上部结构的荷载和刚度分析。根据当地对摩擦型大直径灌注桩研究的现状, 桩身向荷载传递过程中, 会朝着外轴力迅速衰减。因此, 通过采用注浆工艺, 能够满足实际生产的需要, 保证桩身、桩底以及土体进行紧密的结合, 消除土壤中存在的缝隙, 提升土体的安全稳定性和单桩的承载能力。

综上所述, 在进行超高层桩伐基础的变刚度调平设计过程中, 设计人员需要结合实际情况, 分析周围潜在的影响因素, 选择合理的计算参数, 从而保证超高层建筑的稳定性。

摘要：在本次项目设计过程中, 主要在黄土地作为地基, 建设大底盘超高层的建筑、裙房以及地下室, 因此, 需要做好桩筏基础设计, 控制好沉降变形, 保证整体结构的稳定性, 从而实现基础反力与荷载分布保持协调, 提升单桩的承载能力, 最大限度的控制好沉降。

关键词：超高层,桩筏基础,刚度设计,调平设计