程丽
摘 要:某11层纯剪力墙住宅,基础形式采用条形承台梁下管桩,文章主要介绍如何通过JCCAD经济布桩,如何正确了解地质资料,桩重心校核等内容。
关键词:条形承台梁;地质资料;区域桩数;布桩原则
1 工程概况
本工程位于辽宁省盘锦地区,为11层纯剪力墙住宅,建筑面积6299.6m2,建筑高度34.1m,首层商网,以上均为住宅。基础埋置深度1.9m。工程建筑结构安全等级二级,抗震设防烈度7度,标准设防类。基本风压按50年一遇考虑,取0.65kN/m2。经反复比较分析:基础形式采用条形承台梁下预应力管桩基础。
2 工程地质概况
勘察場地地貌单元属于辽河河口三角洲,地基土层为海陆交互相沉积,沉积土层为第四系,上部以陆相沉积的黏性土为主,向下以滨海相沉积的粉细砂为主。场地地形较为平坦。地层由上到下依次分布如下:(1)层杂填土:揭露层厚度为0.50~1.50m;(2)层粉质黏土:揭露层厚度为1.30~16.0m;(2-1)层粉砂混黏土:该层分布不连续,揭露层厚度为1.00~6.40m,(3)层细砂:该层分布连续,本次钻探未揭穿该层,最大揭露厚度为39.10m。(3-1)层细砂夹黏土:该层分布不连续,揭露层厚度为1.00~7.00m;(3-2)层黏土:该层分布不连续,揭露层厚度为0.50~6.00m。
3 经济布桩及布桩原则
在基础工程设计软件JCCAD中接力上部数据,并输入一层墙体荷载,在主菜单非承台桩中点取桩数量图命令,读取恒+活标准组合下桩数量图。它省去人工统计每个节点下桩数量的工作。对于包含多肢多个节点的剪力墙下布置桩承台时,还可以点击“区域桩数”菜单,人工用多边形围住包含剪力墙的所有节点,程序随即计算出该剪力墙下桩的数量,同时给出这部分荷载的重心位置,供设计参考。
图1是剪力墙所在各个节点所需桩数,本工程是条形承台梁桩基础,桩布置原则,尽量布置在剪力墙下。电梯井筒处由于群桩效应,单桩承载力发挥效应有限,应多布置桩。本工程采用静压预应力混凝土管桩,管桩代号、外径、类型、壁厚-管桩长度,为PHC 400 AB 95-14~19。本工程单桩竖向极限承载力取值系参考本地区已建完工程的实际数据而得。工程桩施工前应先进行试桩,以获取可确保桩身完整性不低于II类桩的可靠施工工艺参数。
为了提高布桩效率,根据规范中桩与桩基的基本构造要求,在CAD图中根据剪力墙位置布置单桩,通过JCCAD里导入桩位将AutoCAD格式的桩位及承台平面图导如基础模型中。不需要进入AutoCAD程序,直接在基础模型输入程序中完成。对于桩位布置比较复杂的结构,可以用“按层选桩”和“点选单桩”两种命令配合使用,除了可以将同一图层的所有桩导入模型外,还可以通过点选单桩功能选择部分桩导入基础模型。
4 地质资料的正确输入
一般地质资料中都包含AutoCAD格式的钻孔平面图。用户可导入该图直接将孔点位置导入,这样做可大大方便孔点输入。导入时注意图形比例,程序默认比例是1:1,如果原图不是这个比例,需要修改缩放比例。
如果要进行沉降计算,就必须有地质资料数据。有桩地质资料需要每层土的压缩模量、重度、土层厚度、状态参数、内摩擦角和粘聚力等六个参数。地质资料输入步骤一般应为:(1)归纳出能够包容大多数孔点的土层分布情况的“标准孔点”土层,根据地勘报告修改各土层物理力学指标、承载力、土层厚度、水头标高等参数进行输入。(2)点击“输入孔点”菜单,将“标准孔点”布置到各个孔点。(3)进入“动态编辑”菜单对各个孔点已经布置土层的物理力学指标、承载力、土层厚度、顶层土标高、水头标高等参数进行调整。当某孔点没有某种土层时,需要将这种土层厚度设为0厚度来处理。(4)核对地质资料正确性。可通过“点柱状图”、“土剖面图”、“孔点剖面”等菜单进行校核。
5 桩重心校核
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.5.3条:布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久承载合力作用点重合。本工程既要使整个结构重心与桩群形心重合,也要校核电梯井筒处,使得井筒处桩群形心和剪力墙区域内荷载合力作用点重合。
6 结束语
文章通过工程实例简单举例如何使用JCCAD基础软件快速布桩、桩基承载力计算、重心校核等。现代结构设计到了结构概念设计与计算软件高度结合的快速发展阶段,一名合格结构设计师合理使用计算软件也是必备素质之一。
参考文献
[1]GB50007-2011.建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3]JCCAD用户手册及技术条件[S].北京:中国建筑科学研究院,2013,12.