樁基沉降計算方法及存在的問題

一、目前樁基沉降計算方法及存在的問題­

1,、目前樁基的計算方法­

對于群樁基礎（樁距小于和等于6倍樁徑）,，在正常使用狀態(tài)下的沉降計算方法，目前有兩大類,。一類是按實體深基礎計算模型,，采用彈性半空間表面荷載下Boussinesq應力解計算附加應力，用分層總和法計算沉降,；另一類是以半無限彈性體內部集中作用下的Mindlin解為基礎計算沉降,。后者主要分為兩種：一是Poulos提出的相互作用因子法；第二種是Gedes對Mindlin公式積分而導出集中力作用于彈性半空間內部的應力解,，按疊加原理,，求得群樁樁端平面下各單樁附加應力和，按分層總和法計算群樁沉降（如《上海地基基礎設計規(guī)范》DGJ08-11-1999,，《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002）,。­

上述方法存在如下一些些問題：­

（1）實體深基礎法，其附加應力按Boussinesq解計算與實際不符（計算應力偏大）,，且實體深基礎模型不能反映樁的距徑比,、長徑比等的影響；­

（2）相互作用因子法不能反映壓縮層范圍土的成層性,；­

（3）Geddes應力疊加-分層總和法要求假定側阻力分布,，并給出樁端荷載分擔比；­

（4）­所有的計算方法都依賴經(jīng)驗參數(shù),，以上計算方法均是以彈性力學的基本原理為基礎,，計算的可靠性與經(jīng)驗系數(shù)關系密切,；

（5）不能考慮上部結構剛度對變形的影響,。

2、舊規(guī)范沉降計算方法存在的問題

舊規(guī)范的沉降計算方法——等效作用分層總和法的一個科學,、實用的計算方法,，能反映群樁基礎的各因素對沉降的影響，如樁的距徑比,、長徑比,、樁數(shù)等。其存在的問題是對于長樁,，特別是樁側土較好的長樁基礎,，計算沉降量與實測值誤差較大,，統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)計算值大，而實測值小,。造成這種現(xiàn)象的原因是上部結構的荷載借助于側摩阻力傳至承臺投影面積以外,，使樁端平面的計算附加應力遠小于實際受力。而舊規(guī)范的經(jīng)驗系數(shù)依據(jù)局限于上海地區(qū)的資料,，當時的超高層建筑很少,，對應的長樁基礎很少，經(jīng)驗系數(shù)存在一定的局限性,。

二,、調整的內容

新規(guī)范維持了舊規(guī)范的基本計算方法，針對舊規(guī)范沉降計算中存在的問題進行了調整,。

1,、對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，調整了沉降經(jīng)驗系數(shù),。

2,、樁的沉降計算考慮施工工藝的影響，原因是群樁基礎的變形是樁基影響范圍內土的變形,，而不同的施工工藝對土的影響不同,。

3、增加了單樁,、單排樁,、疏樁基礎基礎沉降計算。

三,、規(guī)范推薦的計算方法

對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基礎計算,，新規(guī)范維持了舊規(guī)范的基本計算方法，規(guī)范共涉及8條,，即規(guī)范5.5.6至5.5.13條,，具體詳見規(guī)范。

對于規(guī)范推薦的計算方法,，應重點理解以下幾方面內容,。

1、計算方法假設的理解

地基基礎工程的計算方法基本都有假設條件,，規(guī)范推薦的沉降計算方法主要假設如下：

（1）將作用在承臺底的附加壓力,，借助于群樁等效傳遞到樁端平面。此假設存在的問題是承臺底的附加壓力明顯大于樁端平面的附加壓力,，樁越長,、樁側土的性質越好，附加荷載傳至承臺投影面積外的比例越高,，樁端的附加應力較承臺底越低,。

（2）等效作用面積為承臺的投影面積,。實際上，由于樁側摩阻力向群樁外包線外傳遞,，樁端等效作用平面大于承臺投影面積,，樁側土越好，誤差越大,。

（3）不考慮樁身壓縮,。群樁在荷載作用一定產(chǎn)生壓縮，但其占總沉降的比例很小,。

（4）沒有考慮布樁因素如Sa/d,、l/d、Lc/Bc對沉降的影響,。

對于以上假設選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 存在的問題,，規(guī)范推薦的計算方法從以下幾方面進行完善：

（1）用沉降經(jīng)驗系數(shù)ψ來修正前3條假設產(chǎn)生的誤差。這需要全國各地,、各種條件下的樁基沉降資料,，不逐步完善、提高經(jīng)驗系數(shù)的相對準確度,。

（2）用等效沉降系數(shù)ψe來修正假設4,。

2、基礎中點的沉降計算方法

樁基礎中點的沉降計算,，規(guī)范推薦采用公式的第一項系數(shù)4是不考慮上部結構剛度的情況下的結果,，即基礎中心點的沉降是角點沉降的4倍。實際上,，由于受上部結構剛度的影響,，基礎中心點的沉降量與角點的沉降量比均小于4。當然,，一些實測資料顯示基礎中心點的沉降量與角點的沉降量比大于4,，一般發(fā)生在框架—核心筒結構。造成的原因是,，核心筒部分荷載水平遠高于平均水平,。

3、樁基等效沉降系數(shù)ψe

樁基等效沉降系數(shù)ψe是彈性半無限體中群樁基礎按Mindlin解計算沉降量ωM與按等代墩基Boussinesq解計算沉降量ωB之比,，用以反映Mindlin解應力分布對計算沉降的影響,。

1）ωM和ωB

（1）運用彈性半無限體內作用力的Mindlin位移解，基于樁,、土位移協(xié)調條件，略去樁身彈性壓縮,，給出勻質土中不同距徑比,、長徑比,、樁數(shù)、基礎長寬比條件下剛性承臺群樁的沉降數(shù)值解：

（2）運用彈性半無限體表面均布荷載下的Boussinesq解,，不計實體深基礎側阻力和應力擴散,，求得實體深基礎的沉降：

（3）兩種沉降解之比：

相同基礎平面尺寸條件下，對于不考慮群樁側面剪應力和應力不擴散實體深基礎Boussinesq解沉降計算值ωB和按不同幾何參數(shù)剛性承臺群樁Mindlin位移解沉降計算值ωM二者之比為等效系數(shù)ψe,。按實體深基礎Boussinesq解計算沉降ωB,，乘以等效系數(shù)ψe，實質上納入了按Mindlin位移解計算樁基礎沉降時,，附加應力及群樁幾何參數(shù)的影響,，稱此為等效作用分層總和法。

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