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七維研究


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優化案例分析之十六

【摘要】:當純地庫天然地基承受豎向荷載足夠時,抗浮的抗拔樁可僅考慮抗拔,不必再考慮抗壓作用。

【關鍵詞】:抗浮水位,抗拔樁,補償,附加應力

我司咨詢了一個項目的純地下室的基礎方案問題,底板底土層的承載力特征值fak=180KPa,而且下臥層土的承載力也很好的,最差的土fak也有120KPa。地下室雖然只有一層,但建筑地下室考慮機械停車所以地下室層高比較高,為4500。地下室在抗浮水位作用下水頭有5米。設計在抗浮方案選擇時考慮到當地預應力抗浮錨桿沒有施工經驗所以抗浮方案為自重+抗拔樁方案。平均柱網尺寸8200X6375。設計采用一柱一樁基礎方案,樁打在柱子的下面。柱下根據柱網尺寸的大小布置有平面尺寸3000X2000、3000X2400,高度均為800的下柱墩來承受浮力產生的底板內力,詳見下“圖一”?箟杭婵拱螛恫捎弥睆600,長度40米的鉆孔灌注樁,內配12C22縱筋,C6@100/250箍筋。單樁受壓承載力特征值Ra=2600KN。單樁受拉承載力特征值為700KN。 樁承載力的計算詳見下“圖二”。

從“圖二”計算可知,純地庫樁長40米是由抗壓計算控制的。單從抗浮計算樁長22.4米就夠了,(700-8-55-398=239,239X11.1/437=6.07米,L=0.32+3+12+6.07=21.39)。

我司認為純地庫土的附加應力是沒有增加的,因為挖掉了土所以卸掉了很多自重應力,地下室挖掉土起補償附加應力的作用。既然土中附加應力沒有增加(可能還減。,所以純地庫理論上不采用復合地基或者樁基礎來承受豎向荷載也不會有沉降。有點沉降也是基坑開挖后壓回去一點基坑底反彈而已。所以我司咨詢過的北方項目,只有當純地庫底板底土層承載力Fak≥80kPa時,都不采用復合地基或者樁基承受豎向荷載。就采用天然地基柱下獨基或筏基了。因為北方大量項目抗浮不是主要矛盾。我司在樂清項目中也成功進行了天然地基承受地庫壓力,抗拔樁承受浮力的實踐,F純地庫底板底土層fak=180kPa,我司認為完全可以考慮采用柱基承壓,樁基抗浮的方案。這樣的話樁長大大減小。

可能有人認為樁的受壓剛度大于天然地基,所以樁先受壓,樁超載了,產生變形了再土受壓。我司認為樁端持力層也不是特別好的土,樁先受力沒錯,但樁受力后就變形,就開始卸載給天然地基了,最后成為天然地基與樁一起承受豎向荷載。由于天然地基的Fak,Es1-2都不小,樁才一柱一樁,只要有部分豎向荷載被天然地基分擔了,樁受壓承載力就夠了。那是否會擔心樁被壓壞呢?因為為抗拔樁,樁身縱筋為12C22,其樁身受壓承載力設計值為0.75x3002πx14.3+12x380x360x0.9=4508KN遠大于樁的承載力設計值2600x1.35=3510KN(其實樁長40米也是同樣的斷面)。就是說樁承載力大于Ra了也不會造成樁身破壞,僅僅下沉一點而已。樁下沉了一點點,就卸載給天然地基了,樁與天然地基就共同承受純地下室的豎向荷載了。

按我司的優化建議修改,樁造價節省了40-22.4/40=44%。經過測算整個項目可以節省造價約1100萬元。

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圖一

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圖二


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