樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)ppt課件-wenkub

　

【正文】 程 10/ 11 交通部水規(guī)院住宅 9/ 22 保定冷庫 5/ 55x43 47 VMN水平力作用下的共同作用 擬靜力 m法手工計(jì)算復(fù)雜，過程冗長，作者根據(jù)規(guī)范附錄 C編制程序，需要明確的是，附錄 C中是將承臺（地下室） 側(cè)壁土 — 樁 — 樁側(cè)土作為整體分析的。 五、兩類的共同作用的基本概念 （一） 豎向荷載作用的的共同作用 （第一類共同作用） 豎向荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)中的參與共同作用有三個要件：上部結(jié)構(gòu)、筏形承臺和樁土體系。 因此應(yīng)避免采?。?b）方案，而應(yīng)盡量將樁布置在柱下、基礎(chǔ)梁下。雖然按樁頂承擔(dān)均勻的拉力來設(shè)計(jì)，但用于筏板受到極大的浮力上拱，使得靠近柱的基樁分擔(dān)的浮力較小，而遠(yuǎn)離柱的基樁分擔(dān)的浮力偏大。 工程實(shí)踐中，根據(jù)單樁抗拔承載力特征值與浮力超重部分相平衡的原則。 此外，基底土層的隔水性相當(dāng)關(guān)鍵。 抗浮水位一般取值比勘察時期水位高 1~2m，但當(dāng)豐水期水位達(dá)到地面時，水浮力往往大于結(jié)構(gòu)自重。通常一個經(jīng)濟(jì)合理的抗浮方案均是采取多項(xiàng)措施的結(jié)果。 增加配重：素填土，素混凝土，鋼渣混凝土 其中素填土具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 四、地下水與抗浮設(shè)計(jì) （ 2）抗浮水頭壓力的確定 當(dāng)前抗浮設(shè)計(jì)，習(xí)慣將水頭壓力直接作用于基礎(chǔ)底板作為抗浮設(shè)計(jì)水位，這是不合理的。 徐州某地下水泵房建于山腰基巖上，山頂人工湖面距水泵房基底高差大于7m，勘察期間未見地下水，工程師未按抗浮設(shè)計(jì)。近年來由于對抗浮水位的確定不合理以及抗浮樁設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致的建筑物上浮事故已有多起，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失；此外抗浮水位設(shè)置過高，對工程造價(jià)有重大影響，因此合理確定抗浮水位是個重要的問題。 抗浮設(shè)防水位是巖土工程師綜合建筑基礎(chǔ)埋置深度、場地巖土工程條件、地下水類型及賦存狀態(tài)、含水層分布、區(qū)域性氣候資料、地下水補(bǔ)給排泄條件等等，提出的合理化建議。建成后局部浮起，造成泵房整體傾斜。為使抗浮設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)，應(yīng)區(qū)別對待水頭壓力。 抗拔樁：小直徑短樁，后注漿長樁，擴(kuò)底樁 抗浮錨桿：用于基巖較淺場地。 （ 4）抗浮的安全度問題?。?！ 長久以來抗浮的安全度并未得到足夠重視，常常引發(fā)工程事故。 需要指出的是：用配重抗浮的設(shè)計(jì)，其安全系數(shù)僅為 。如果基底土層為非隔水層（如粗砂等），那么實(shí)際水頭浮力則與靜水壓力相當(dāng)，同時用配重抗浮，那么安全系數(shù)僅為 。設(shè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值換算的均布荷載為 40kN/m2，水浮力 90 kN/m2，那么布樁所需抵抗的浮力為 50 kN/m2，由此可能出現(xiàn)圖（ a）、（ b）兩種布樁模式。 水浮力p荷載N 荷載N 荷載N抗拔力F筏板上拱示意 筏板上拱示意水浮力p荷載N 荷載N 荷載N抗拔力F（ b）均布于筏板下 （ a）集中于柱下 抗浮樁布樁模式 筏板剛度愈小，這種不均勻分布的趨勢則更為劇烈；極端的，當(dāng)筏板抗彎剛度為 0時，可以發(fā)現(xiàn)柱以外的基樁所平衡的水浮力并不是計(jì)算的 50 kN/m2，而是 90 kN/m2。 （ 6）抗浮錨桿可否當(dāng)作支座？ 當(dāng)抗浮錨桿具備足夠剛度時，可當(dāng)作彈性支座；彈性剛度宜由抗拉試驗(yàn)確定。其中 上部結(jié)構(gòu)靠整體抗彎剛度參與工作，筏形承臺靠自身截面抗彎剛度參與工作，樁土體系靠樁 土相互作用提供的豎向支撐剛度參與工作 ，三者共同作用，協(xié)調(diào)變形。 （二） 水平荷載下的共同作用 （第二類共同作用） 基樁水平受荷模型 H M ooyxob 0mx44 ( , ) 0dyE I p x ydx ??彈性地基梁模型 ( ) ( )V x q x dx? ?( ) ( )M x q x d x? ??()() qxx d xEI? ? ???()() qxf x d xEI? ????0( , ) ( )p x y k x y b? ? ?令 ()k x mx?0( , )p x y m x y b? ? ? ?404 0dyE I m x y bdx ? ? ? ? ?4 04 0mbdy xyd x E I??5 0EImb??令 （ 1）基樁水平受荷模型 水平變形系數(shù) 可用級數(shù)展開求解，求解過程略。 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)實(shí)例 (條文說明 ) 1 建筑概況 （ 1） 建筑平面圖 該辦公樓由地上36層、地下七層與周圍地下七層車庫連成一體，基礎(chǔ)埋深 26m。 （ 3） 場地地層特點(diǎn) 圖 3 場地地層柱狀土 第⑨層為卵石、圓礫、第⒀層為細(xì)－中砂，是樁基礎(chǔ)良好持力層。 承臺結(jié)構(gòu)形式 由于變剛度調(diào)平布樁起到減小承臺筏板整體彎距的作用，板厚可減少。二者的共同點(diǎn)是均利用了巖土工程中的重要參數(shù) m來考慮的承臺側(cè)壁土對水平地震作用的分擔(dān)效果。換言之，樁基對于降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)起到明顯作用。就地質(zhì)因素而言，大體可以分別按非液化土和液化土兩大類土中的樁基進(jìn)行闡述和分析。 我國 1976年唐山地震，發(fā)生過望海樓軟土地基上 3~4層住宅筏形基礎(chǔ)的 10~50cm的震陷。經(jīng)調(diào)查在該地區(qū)，地層上下均為砂層， 8~11m間有一層粉質(zhì)粘土層，據(jù)華北勘察院資料，砂的波速實(shí)測為 330~525m/s，粉質(zhì)粘土的波速實(shí)測為 245~293m/s，二者相差較大，在地面運(yùn)動過程中，會對井筒產(chǎn)生反復(fù)作用，致使井筒局部開裂。日本阪神地震后集中對施工中的基樁震害進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些還沒有施工承臺的基樁，其樁身也有震害，如圖，顯然，樁身的裂縫是由于土層位移所致，與上部結(jié)構(gòu)慣性力無關(guān)。 （ 4）承臺震害 1995年阪神地震之前，世界各國對承臺的震害調(diào)查資料相當(dāng)缺乏，人們對承臺在地震下的工作性狀也了解甚少；阪神地震后，對承臺震害做了專門調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)承臺在地震下也能破壞，下面介紹兩例。 基礎(chǔ)平面圖 基礎(chǔ)立面圖 液化土中樁基的震害 （ 1）液化而無側(cè)擴(kuò)情況下的震害 1）日本新瀉地震，采用短樁基礎(chǔ)的多層公寓樓，因地基土液化而整體傾覆失穩(wěn)，房屋傾斜達(dá) 80176。液化后，導(dǎo)致懸置于液化土層中的 9m、 12m樁承載力失效而偏沉，進(jìn)入穩(wěn)定土層的 18m長樁負(fù)荷加大且承受偏心彎矩而折斷。 （ a） PC樁縱筋壓屈 （ b） PHC樁頭壓碎 液化側(cè)擴(kuò)地基上樁基的震害 液化且有側(cè)向擴(kuò)展的情況，不僅導(dǎo)致液化層范圍基樁承載力削弱，基樁還要承受側(cè)擴(kuò)液化層的側(cè)向推力和水平地震作用，因而液化側(cè)擴(kuò)地段樁基的震害程度要重于液化而無側(cè)擴(kuò)的地段。可見采用無筋素混凝土作為地基土的豎向增強(qiáng)體，其在地震設(shè)防區(qū)無法保證其具備必要的安全度。承臺向東向北（東北方向臨海）方向發(fā)生位移，向東位移最大 ，向北位移均超過 ，承臺向東北傾斜高差一般大于 10cm，最大 21cm。檢查發(fā)現(xiàn)基樁震害有如下三個特征（詳見圖）。對危險(xiǎn)地段，嚴(yán)禁建造甲、乙類建筑，不應(yīng)建造丙類建筑。調(diào)查表明，在抗震設(shè)防 6度地區(qū)，液化、震陷以至滑坡等地基失效的情況極為少見；此外，地基土強(qiáng)迫位移也較小，上部結(jié)構(gòu)按靜力計(jì)算也可滿足抗震 6度設(shè)防的要求，綜合起來，在 6度地區(qū)可不進(jìn)行地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)，即不用考慮軟土震陷、液化和滑坡等，僅按靜力荷載設(shè)計(jì)即可。此時同一建筑的基礎(chǔ)一部分采用基巖上的淺基，另一部分采用穿過填土的嵌巖樁，是完全合理可行的。 唐山地震中，天津化工廠某車間為五層框架結(jié)構(gòu)，左側(cè)采用筏板基礎(chǔ)，右側(cè)采用樁基，震后筏板基礎(chǔ)沉降達(dá) 30cm，且向右傾斜，而右側(cè)樁基沉降較小，致使在沉降縫處造成局部破壞，如圖 (a)(b)。樁端持力層應(yīng)置于壓縮性較低的土層上。 軟弱黏性土指 7度、 8度、 9度時，地基靜承載力特征值分別小于 80 kPa、100kPa、 120 kPa的土層。 ≤液化層下界面傾斜度）地段，距常時水線 100m范圍內(nèi)的樁基宜采取防土體滑動等措施，并應(yīng)對樁基的抗滑移問題和抗傾覆穩(wěn)定進(jìn)行驗(yàn)算。這主要是由于液化土的重度大于水的重度，導(dǎo)致地下結(jié)構(gòu)所受側(cè)壓力和浮力增大。筏基外排樁樁身強(qiáng)度宜適當(dāng)加強(qiáng)。筏基外排樁樁身強(qiáng)度宜適當(dāng)加強(qiáng)，除了考慮水平荷載下外排樁受力最大的因素外，還由于液化土在筏板下受阻可能側(cè)向流動向室外噴砂，使得外排基樁受到較大水平力。 1）樁基承臺應(yīng)與邊坡頂邊緣（含岸邊）保持一定的水平距離： 無論是純土質(zhì)邊坡還是下伏完整基巖的土質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，建筑樁基承臺邊緣與邊坡頂邊緣應(yīng)保持一定的水平距離，邊坡坡角一般應(yīng)小于 45176?；鶚恫灰瞬捎脭D土樁，以減少擠土效應(yīng)對邊坡穩(wěn)定性的不利影響。因此應(yīng)考慮建筑物荷載、水平地震作用、地質(zhì)因素等進(jìn)行抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算。地震時地基振動狀態(tài)也隨深度而有不同，深度大于 10m的土層完全液化的實(shí)例很少，考慮這一因素，在主震時折減系數(shù)以 10m為界。 規(guī)范表 ，地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)值 m中注 3， 當(dāng)?shù)鼗鶠榭梢夯翆訒r，應(yīng)將表列數(shù)值乘以本規(guī)范表 ψ