局部暗塘的锚杆静压桩基础设计(1)程力学毕业

　　关键词：锚杆静压桩 逆作法 桩土共同作用 设计 施工　　

　　一、工程概况

　　宿舍楼位于某学院新校区西北角，总建筑面积17138平方米，4幢宿舍楼为六层砖混，层高3.2m，平行布置，勘察揭示有暗河道南北蜿蜒横穿见图一，典型地质剖面见图二，土性特征见表一。场地好土区土质良好，地基承载力高，暗河道区土性差异较大，分布复杂，另建筑平面布置未考虑设沉降缝，这给基础设计带来很大困难。

　　二、基础选型分析

　　由于工期紧迫，业主希望设计方提供工期短又相对经济的基础方案。好土区的④层粉质粘土承载力很高， 承载力标准值达270kpa，利用好④层土是经济与否的关键。暗河道区③层软土的深5米左右

　　如采用换填方法工程量较大，采用粉喷桩或深层搅拌桩等方法无法将承载力提高与④层土相当，且沉降难以控制，经综合分析，好土部分采用普通条基，而暗河道区采用长短变化的200x200锚杆静压桩，考虑桩土共同作用，桩长5-7.5米，2.5米一节，交界处用2.5米短桩过渡，逆作法施工，二层楼面浇完后开始压桩。

　　三、地基变形分析和基础设计

　　根据桩基逆作法施工顺序，可将基础受力分为两个阶段。第一阶段地基承受基础理及上部已建n1层结构自重和施工荷载p1，相当于一般浅基础，第二阶段桩间土和桩共同作用承担上部p1及后增荷载p2.

　　在p1作用下，此时基础沉降sti，若不压桩其最终沉降量stf，压桩后基础的刚度增加，此时基础的最终沉降s1计算如下

　　s1=sti+（kr /kpr）。（ stf- sti）（1）

　　式中，s1为p1作用下基础的最终沉降

　　sti为封桩前基础沉降，stf为不压桩浅基础的最终沉降

　　kr为浅地基的刚度， kpr为压桩后地基的刚度

　　压桩后浅基础上的荷载向桩上移，桩上分担的荷载

　　pp1=λ。[（ stf- sti）/ stf].p1（2）

　　式中，λ为考虑桩土共同作用时桩承受荷载分担比例， （2）式可转化为下式

　　pp1=λ。（1-μi）。p1（3）

　　μi= sti/ stf，μi即为ti时刻基础下土的固结度

　　在建造到n1层压桩、封桩的同时，上部结构施工仍然同步进行，后增荷载p2引起的考虑桩土共同作用的基础沉降量

　　s2=（p2 /p1）。（kr /kpr）。（ stf- sti）（3）

　　式中， kr/ kpr为压桩前后地基的刚度比，其中天然地基土刚度kr的弹性力学公式为

　　kr= es/[（1-υ2）。w.b]

　　υ：泊松比

　　w：矩形基础中心点沉降影响系数[5]

　　es： 地基土的弹性模量

　　b：矩形基础的宽度或圆形基础直径

　　根据剪切传递法得压桩后地基刚度

　　kpr= gsr0[]/rs

　　rs：群桩的沉降比

　　gs： 地基土的剪切模量， gs= 0.5es /（1+υ）

　　r0： 桩身等效半径

　　rm： 桩的影响半径，取rm=20 r0

　　l： 桩长度

　　η： 桩入土深度影响系数，一般η=0.85∽1.0

　　p2作用下桩顶分担荷载

　　pp2=λ。p2

　　另外大量预制桩压入土中导致土体产生一定的隆起量，须考虑地基土抬起量s3.

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