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《高层建筑岩土工程勘察标准》(JGJ T72-2017)B, 自坑底算起深度,h为基坑开挖深度。 上式表明除了与基坑开挖尺寸相关以外,还与十体的泊松比 1相关。通过大量计算表明,对于土体泊松比在0.25~0.45间, 不同泊松比对计算结果影响较小,一般可按0.4进行计算。 上述公式计算较为麻烦,故实际计算时可按Boussinesg解 应力值乘以一修正系数,表明其与Mindlin解之间的对应关系: 简写为:
Ozi = Omaibd
表29回弹量计算中采用的土性指标
(Pczi+Ozri +eoi 1g Pczi
公式(12)实质上是考虑应力历史,按正常固结土计算回弹 量的公式,计算示例DBJ43/T 002-2010 预拌砂浆生产与应用技术规程.pdf,见表31。
表31按回弹指数法计算回弹量示例
从表30和表31计算结果看,前者略大于后者,但总的看 来,比较接近。 10.0.11伴随着近年来大规模的城市建设,密集的市政设施 地铁网络如血脉一般贯通城市,超高层建筑往往邻近重大市政设 施、重要建筑、地铁,其建设施工(基坑开挖与降水、高层建筑 桩基工程等)的群体活动都会对周边环境安全造成不同程度的影 响:超高层建筑往往建设在城市核心区的繁华地带,周边环境条 牛极其复杂,特别当超高层建筑以建筑组团方式建设时,如北京 CBD、上海陆家嘴、广州珠江新城等,因此除了自身各工序的协 调外,还需考虑相邻地块、地下共同体(交通市政廊道)的同期 或者交叉施工问题,结合地层、地下水条件开展综合施工与 管理。 随着地下水资源的不断超量开采,区域地面沉降成为城市建 没活动中所面临的一个重要地质灾害问题,具有易发性、缓变 生、累进性和不可性等特点。当大面积地面沉降量达到一定程 后会对城市道路、地下管线设施、轨道交通、桥涵及其他各类 建(构)筑物的正常使用带来不利影响,甚至造成破坏。因此如 果拟建超高层建筑位于区域地面沉降区时,应分析区域地面沉降 可能对该工程基础稳定性造成的不利影响。 深大基坑往往会涉及多层地下水的施工降水问题,尤其是对
于自前密集的高层建筑群,而施工降水将造成工程场区及其周边 地区地下水位(或水头)的下降,引起一定范围内孔隙水压力场 和有效应力场的重新分布。由于地下水位(或水头)降低,将造 成受降水影响范围内的地基土层有效应力增大,从而将导致地基 土层压缩或沉降,进而引起影响范围内各类地下、地面建(构) 筑物的变形、开裂,管线的爆裂等不良影响,因此也需要予以正 确合理的评价。 10.0.12设计参数检验的概念是原规程JGJ72-2004首次提出 的,经10多年规程执行和工程实践后,认为对超高层建筑,特 别是勘察等级为特级的超高层建筑,进行设计参数检验非常有必 要。例如屋面结构高度达596.5m的天津117大厦,按设计要求 进行了厂桩直径1m的4根超长桩(2根100m,2根120m)和10 根100m长的锚桩的试桩工作,根据试桩的过程数据和成桩检测 数据分析,调整了工程桩的设计参数,满足了117大厦结构受力 的安全要求(详见《基础工程》2015年第6卷,总32期,左传 文“解读天津117大厦:中国结构第一高楼”一文)。
11.1.1本条是对高层建筑岩土工程勘察报告总的要求,包括了 四个方面,一是报告书要结合高层建筑的特点和各地区的主要岩 土工程问题;二是对报告书的基本要求;三是强调报告书要因地 制宜,突出重点,有工程针对性;四是说明文字报告与图表的 关系。 11.1.2本条是指通常的高层建筑岩土工程勘察报告书内容不能 包括的特殊岩土工程问题(具体见11.2.11),宜进行专门岩土 工程勘察评价,提交专题咨询报告,咨询费用应另行计算
包括的特殊岩土工程问题(具体见11.2.11),宜进行专门岩王 二程勘察评价,提交专题咨询报告,咨询费用应另行计算
11.2勘察报告主要内容和要求
11.2.1本条提出高层建筑初步勘察报告书的要求,报告书内容 应回答建筑场地稳定性和建筑适宜性,高层建筑总平面图,选择 地基基础类型,防治不良地质现象等问题,以满足高层建筑初步 设计要求。
11.2.2本条提出了高层建筑详细勘察报告的服务对象,
了详细勘察报告应解决高层建筑地基基础设计与施工中的主要 可题;强调了高层建筑岩土工程详细勘察报告与一般建筑详细 勘察报告相比应突出的内容,包括拟建高层建筑的基本情况、 场地及地基的稳定性与地震效应、天然地基、桩基、复合地基 地下水、基坑工程、施工中应注意的工程问题、有关风险及对 周边环境影响分析、警示及评价等,其中第8款是本次修订时 增加的。
已做过初勘并有结论,则在详勘中应结合工程的平面布
其对工程的影响;如果没有进行初勘,则应在分析场地地形、地 貌与环境地质条件的基础上进行具体评价,并作出结论。
11.2.4详勘报告应明确而清楚地论述地基土层的分布规律
地基土的物理力学性质参数及工程特性进行定性、定量评价,岩 土参数的分析和选用应符合有关国家标准
地基土的物理力学性质参数及工程特性进行定性、定量评价
1.2.5由于地下水在高层建筑设计中的作用和影响日益受到
良影响,以及对地基基础施工的影响进行分析和评价。 1.2.6详勘报告书对天然地基方案的分析,首先应着眼于对地 基持力层和下卧层的评价,在归纳了勘察成果及工程条件的基础 上,提出地基承载力和沉降计算所需的有关参数供设计使用
寺力层(桩长)的建议,提出桩基承载力和桩基沉降计算的有关 参数供设计使用,对各种可能方案进行比选,推荐最佳方案
及地基条件的基础上提出可能的复合地基加固方案,确定加
计算使用的基坑各侧壁综合地质剖面的建议,并建议基坑支护方 案。对地下水位高于基坑底面的基坑工程,还宜提出地下水控制 方案的建议
察期间高层建筑勘察有时难以解决,这些特殊问题主要包括:查 明与工程有关的性质或规模不明的活动断裂及地裂缝、高边坡、 地下采空区等不良作用,复杂水文地质条件下水文地质参数的确 定或水文地质设计,特殊条件下的地下水动态分析及地下室抗浮 设计,工程要求时的上部结构、地基与基础共同作用分析,地基 基础方案优化分析及论证,地震时程分析及有关设计重要参数的 最终检测、核定等。针对这些问题要单独进行专门的勘察测试或
技术咨询,并单独提出专门的勘察测试或咨询报告。
11.3.1勘察报告所附图件应与报告书内容紧密结合,具体分两 个层次,首先是每份勘察报告书都应附的图件及附件主要有四 种,本次修订增加了“岩土工程勘察任务书”的附件,它是勘察 工作的主要依据之一;另一个层次是根据场地工程地质条件或工 程分析需要而宜绘制的图件,这是本次修订增加的内容,它是根 据不同场地及工程的情况来选择,条文只列出四种,实际工作还 可以选择和补充,
中测试和试验的结果,另一方面要为岩土工程分析评价和地基基 础设计计算提供数据。条文也只列了四种,实际工作也可以进行 选择和补充。
附录A回弹模量和回弹再压缩
附录D标准贯人试验成果估算预制
表32标贯实测击数N与黏性士状态的经验关系
般黏性士按I、N、N,计算极限侧阻
附录F原位测试参数估算群桩
F.0.1本条规定了用原位测试参数按经验关系换算土的压缩模 量后,直接用原位测试参数估算群桩基础最终沉降量方法的适用 范围和适用条件,无其是在本条第4款中明确了用本附录的有关 公式计算沉降时,应与本地区实测沉降进行统计对比和验证,确 定合理的经验系数。 F.0.2对无法或难以采取原状土样的土层,如砂土、深部粉土 和黏性土等,可根据原位测试成果按标准中表F.0.2经验公式 确定压缩模量E值。 对砂土和粉土,主要依据旁压试验E与单桥静力触探比贯 入阻力力s、标准贯人试验N值建立相应统计关系(近100项工 程数据),如图18和图19所示,
图18旁压试验模量与静探比贯入阻力力关系图
旁压试验模量与标准贯入试验击数N
由图可见,Em与Ps、N值有良好的线性关系(相关系数分 别为0.83和0.95),由E。与Em相关关系L即E。一(1.5~2.0) Em」,可得到E=(3~4)P或E=(1.33~1.77)N,与自前勘察 单位已使用经验公式基本一致,故表中对于粉土和粉细砂采用经 验公式E。=(3~4)b或E。=(1.0~1.2)N。对深部黏性土,通 过P值与室内试验E值建立相应经验关系见图20(约100项工 程数据)
图20压缩模量E与静探比贯入阻力力s关系图
如不考虑这些因素,势必造成沉降量估算值偏大。为提高桩 基沉降估算精度,桩基沉降估算经验系数应根据类似工程条件下 沉降观测资料和经验确定;计算参数(如E。)宜通过原位测试 方法取得或通过建立经验公式求得;当有工程经验时,可采用国 际上通用的旁压试验等原位测试方法估算桩基沉降量,本次修订 工作收集的上海地区近150项工程的沉降实测资料,在进行计算 值与实测值的对比、分析、统计后,使计算值与实测值较为接 近,提出采用原位测试成果计算桩基沉降量方法,在使用时应注 意其经验性和适用条件。 本标准修订中推荐了两种方法,第一种按实体深基础假定的 分层总和法(s=ns1s2po;h;/Esi),通过对桩端人土深度、桩侧 土性和桩端土性修正,以提高桩基的计算精度。 本标准所提出的计算方法与实测值比较结果见图21和 图22,
图21沉降量计算值与实测值之比频图
由上图可见,一一般情况下,按建议方法计算的沉降量大于实 测值,其平均值为1.2,变异系数为14%,计算值与实测值比值 在0.9~1.3区间占到75%,其计算精度能满足工程设计要求。 但必须说明:本次修订工作所收集的近150项工程的沉降实 测资料主要分布在上海地区,尚需全国其他地区的资料加以验证 和补充。 第二种方法是采用静力触探试验或标准贯入试验方法估算桩
图22沉降量计算值与实测值散点图
基础最终沉降量。根据专题报告,收集上海地区120幢建筑物工 星资料及其地质资料进行分析,按建议方法计算,与实测沉降比 交见图23,相对误差频数分布见图24。
静力触探试验参数经验法计算与实
从图中可见,计算值与实测值比值平均值为1.08,标准偏 差为0.19,偏于保守,按截距为0进行拟合的相对误差为6% (r=0.92)。相对误差在20%以内的有96项,占总数(120项) 的80%。由此可见,静力触探方法计算简单,概念明确,计算 精度能满足设计要求。 附工程计算实例:
静力触探试验参数经验法相对误差
某工程有三幢20层高层建筑,基础为半地下室加短桩,理 深1.7m,平面面积为489.3m²,箱基底板梁轴线下布置183根 0.4m×0.4m×7.5m钢筋混凝土预制桩,场地地质情况见图25。
按本方法计算沉降的步骤如下: 确定基础等效宽度B=√A一V489.3=22.1m; 作直角三角形,使横边等于1.0,竖边为基础等效宽度
B=22.1m; 3自桩端起,划分土层,计算各土层厚度,自各土层中点 作水平线,交三角形斜边,算出各水平线长度Isi(0 =5.1X0.92X3.6+0.7X0.7X6.4+1.05 X 0. 27 X 12. 1)/(0. 5 X 22. 1) 2 = 1.0 X 300/2 X 22.1X 0.87/(3.3 X 2.11) s=Bm/(3. 3) = 1.0 X 300/2 X22.1 X 0.87/(3.3 X 2.11) =414mm 该工程三幢高层最终实测沉降分别为363.1mm,410.6mm, 419.1mm,计算结果与实测土分吻合。 附录 H竖向和水平向基准基 基础设计规范竖向和水平向基床系数 H.0.3载荷试验中承压板采用边长为300mm的方形板。现行 行业标准《铁路路基设计规范》TB10001规定采用30cm直径 的圆形承压板,取下沉量为0.125cm的荷载强度为基床系数; b 6+0.30 K 26 中:b—基础底面宽度(m)。 2根据实际基础形状CECS 483-2017-T 风电塔架技术规程,修正后的竖向地基基床系数Ks kN/m²)按下列公式计算: Ks= K( 21十6 31 K. = Kv 式中:一一基础底面的长度(m)。 按照原规程JGJ72-2004条文说明,当竖向载荷试验采用 非标准承压板时,必须将试验结果修正为基准基床反力系数K, kN/m),具体修正方法如下: 1根据非标准板载荷试验力S曲线,按下式计算竖向载荷 试验基床系数K(kN/m3): CECS 165-2004 城市地下通信塑料管道工程设计规范K = 3. 28dK' 4d2 Kv (d ± 0. 30)2 设μ= 0.35,则 E。= (1 — ²) P (1 0.352) sd 200 对非标准板进行修正K=3.28·d·K=3.28×0.798X 41322=108178kN/m 梁筏基础尺寸6×l=47.6m×54.6m X108178= 47.6 682kN/m3 31 3X54.6 682=653kN/m 通过上述工程实例计算分析后认为: 1基准基床系数K是按太沙基早年建议使用1平方英尺面 积的承压底板载荷试验求得。现行国家标准《岩土工程勘察规 范》GB50021,规定尺寸为300mm×300mm的方形标准板,而 该工程实例等采用0.707m×0.707m的非标准板0.5m²进行试 验,试验结果K=41322kN/m3与经验值吻合。如按非标准板 进行修正,其K,一107178kN/m3较经验值大很多。宰金珉主编 的《高层建筑基础分析与设计》中P53页和史佩栋等主编的 《高层建筑基础工程手册》P95页均提出当承压底板宽度B1》 0.707m时,可不做面积大小的修正。为此本次修订规定不进行 非标准板的修正。 2太沙基建议的基础尺寸和形状(方形或矩形)修正,主 要是针对独立柱基而言,而该工程是梁筱基础,若按太沙基建议 的方法修正,所得K和K值会相当小,不符合实际,故认为 对筏形和箱形大面积基础可不进行基础尺寸和基础形状的修正。