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。

　　根据上述分析本工程基础设计计算如下:

　　1. 二层楼面浇完后封桩前基础设计

　　好土区基础宽1.5m,暗河道区基础宽1.8m,基础埋深1.5米,取典型横墙下基础,在两层结构自重和施工荷载下,好土区P1 =83kN/M2; 暗河道区P1=74kN/M2,基础反力均小于地基承载力设计值f。

　　用分层总和法计算好土区最终沉降量STF=24mm，两层施工工期约三个月, 固结度μi约为0.6此间完成沉降量STi=15mm左右，而暗河道区最终沉降量STF =63

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