基础设计埋深与桩的作用.pdf

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1、２０１５年第１期（总第１５４期）江西建材施工技术基础设计埋深与桩的作用■徐再楼■南京理工大学，江苏南京２１００９４摘要：按照《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定，基础的埋置深度桥墩桩必须满足地基变形和稳定的要求。通过两个桥墩物理模型的相互作用剪力正压力剪力正压力分析，基础埋深主要是起到固定端的嵌固作用，限制基础转动和位移，其模型２０１．７７７．５２０．８所起到的作用要大于桩所起到的作用。关键词：基础埋深桩的作用地震荷载动力特性表３表示了沿水平方向承台和桩对摩擦力和正压力的分担比例。模型１中，承台的分担率为２３．７％，桩的分担率为７６．３％。模型２中，［１］《钢筋混凝土高层建筑结构设计与

2、施工规程》，以下简称高规第承台的分担率为２１．２％，桩的分担率为７８．８％。这些数字显示了，无１２．１．７规定，基础的埋置深度必须满足地基变形和稳定的要求，以减论在垂直荷载和水平荷载的作用下，桩都负担着绝大部分的荷重。承少建筑的整体倾斜，防止倾覆及滑移。埋置深度，采用天然地基时可不台在水平荷载作用下在水平抵抗力分担的比例最高，约２０％－２５％，小于建筑高度的１／１５，采用桩基时可不小于建筑高度的１／１８，桩的长模型２没有考虑基础埋深，但是基础底面的摩擦力起了很大的作用，所度不计在埋置深度内。同时规定，基础埋置深度一般从室外地面算起，以模型１和模型２没有数量级的差别。以上分析表明了，减少高层建如

3、果地下室周围无可靠侧限时，应从具有侧限的地面算起。目前高层筑整体倾斜防止倾覆和滑移，起到固定端嵌固作用的主要是桩，而不是建筑的抗震设计模型，粗略的讲，把高层建筑简化成一根悬臂梁，它的周围地基土对基础的倾限。固定端设在承台顶面。有的设计院规定在满足一定的条件时，固定端表３水平方向上地震力分担比例可以设在首层平面。至于地基土，视它是一块刚形体。基础的类型和桥墩桩大小与上部结构的地震反应五官。根据以上所述，我们理解高规的规定是认为基础埋深主要是起到固定端的嵌固作用，限制基础转动和位剪力正压力剪力正压力移，而且所起到的作用要大于桩所起到的作用。模型１０．７２３．０２．１７４．２１相互作用分析简介模型２

4、２１．２００．８７８．０地震时，地震波由基岩向上传播。在传播的过程中，土体产生变形，地震波得到放大。在作相互作用分析时，我们认为土体是能变形的表４给出了桥墩顶端和桩头的地震反应值。正如人们预料的，模弹性体或弹塑性体，把上部结构和地基土作为一整体来分析。由于地型１的反应要小于模型２。也就是说基础的埋深对地震反应有抑制作基土的参与，在分析中就考虑了土体的变形对上部结构的影响。同时用。在本算例的参数下，埋置深度为高度的１／３．７５，地震反应大约降由于上部结构的存在，基础周围的土体的变形和远离基础的土体的变低了２０％左右。然而，需要特别指出的是只有当基础埋深是有效的或形也不同。这就是在地震荷载下土体结

5、构系统相互作用最简单的解者说侧限是可靠的情况下，这个结论才有效。释。以下我们通过对两个模型相互作用分析，研究桩的作用和基础埋表４桥墩顶端和桩头的地震反应值［２］深的影响。模型１模型２２埋深和桩的作用加速度（ｇａｌ）１８３２３５分析模型的物理背景是一个桥墩。高３０米，承台厚８米。基岩在１００米以下。模型１把承台埋入地下，埋置深度８米，达１／３．７５，以便Ａ点位置速度（ｋｉｎｅ）５０５７充分体现埋深的影响。作为对比，模型２把承台搁置在地表面上，埋深位移（ｃｍ）１７．３２０．６为零（见图１所示）。用有限单元法对模型１和模型２分别作重力荷载加速度（ｇａｌ）１０７１２２和地震荷载下的相互作用分析。同时输

6、入ＥＬＣＥＮＴＲＯ（１９４０年）波的Ｂ点位置速度（ｋｉｎｅ）３７４５南北分量和垂直分量，最大水平加速度峰值调整到２００ｇａｌ。主要计算位移（ｃｍ）１２．７１４．７结果摘述如下：由表１所示，在垂直荷载作用下，承台仅仅负担了全部荷重的表５非线性时间比例５％。桩的端承力和摩擦力分别分担了６４％和３１％。表１接触面上初始力（模型１）单元号非线性时间比例（％）单元号非线性时间比例（％）Ｓ１０．７Ｊ１１．２剪力（Ｔ）分担比例（％）桥墩３０．１３Ｓ２１８．０Ｊ２０．０剪力３４桩３３７．９３１３６Ｓ３３．２Ｊ３７０．５桥墩２２．７２Ｓ４１．５Ｊ４４３．９正压力６６桩６９７．４６４６４Ｓ５０．０Ｊ５１５．７小计

7、１９８８．１１００Ｓ６０．７Ｊ６１３．０表２表示了在地震荷载作用下，沿垂直方向承台和桩对摩擦力和端承Ｓ７２．６力的分担比例。模型１中，承台的分担率为７．３％，桩的分担率为９２．Ｓ８５．５７％。模型２中，承台的分担率为１．７％，桩的分担率为９８．３％。３接触面的动力特性表２垂直方向上地震力分担比例可靠的侧限意味着在地震的过程中，基础表面和周围的地基土是桥墩桩完完全全接触的，不发生半点滑移和剥离。其实