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新抗浮设计要点 作者:柴浩(机械工业第六设计研究院有限公司)
宣布时间:2022-04-13

新抗浮设计要点

柴浩(机械工业第六设计研究院有限公司)

《修建工程抗浮手艺标准》(以下简称《抗浮标》)的推出改变了以往通例的抗浮设计要领 ,对整体抗浮稳固、局部抗浮稳固、抗浮力组合系数等都提出了新的要求 ,使得抗浮清静系数较以往有较多提高。本工程纯地库区域两层地下室 ,地下二层地面标高相关于历史最高水位有6.45m水头 ,设计接纳YJK软件举行抗浮设计 ,最终效果知足规范各项要求。

要害词:YJK盘算软件 ,局部抗浮稳固 ,稳固清静系数

1 项目简介

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图1 项目位置

本项目位于河南省郑州市郑东新区龙湖北岸 ,总修建面积316598.58平方米。

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图2 地下室典范剖面

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图3 两层纯地库区域(阴影区)

±0.000对应绝对标高为89.85 m ,纯地库规模地下两层地下室 ,地下二层结构地面相对标高为-10.8m(绝对标高为79.05m) ,历史最高水位对应绝对标高为 85.50m ,地下二层地面标高相关于历史最高水位有6.45m水头 ,需举行抗浮专项设计;地下室结构系统接纳钢筋混凝土框架结构 ,地下室顶覆1.7m覆土 ,部分区域保存下沉庭院 ,此部分仅一层地下室 ,典范柱网为8.4mx8.4m;基础接纳柱下设置抗拔桩的自然地基筏板基础 ,持力层大部分为第4层粉砂层 ,局部持力层为第2层粉土及第3层粉质黏土层 ,偏清静地基承载力特征值取120kPa ,桩基为后注浆钻孔灌注桩 ,桩端持力层为呈密实状的第6层中砂层 ,受压受拔承载力特征值划分取2000kN及900kN。

2 抗浮设计重点参数

2.1 上部结构部分重点参数:

地库顶板覆土容重思量《抗浮标》表6.3.7的组合系数 ,并参考中国修建西南设计研究院有限公司编著的《结构设计统一手艺步伐》2.2.6条 ,取14kN/m3;

思量到修建面层做法待主体封顶后隔墙砌筑完成后刚刚施工 ,而施工现场待覆土填完后即阻止降水 ,抗浮设计偏清静不思量面层荷载;

梁、板、墙柱重叠区域重量扣除;

钢筋混凝土容重取24kN/m3。

2.2 基础设计部分重点参数:

抗浮设计品级为甲级 ,抗浮稳固清静系数取1.1;

地基基础设计品级为甲级 ,主要性系数取1.1;

思量上部结构刚度 ,接纳复合桩基 ,基床系数取10000kN/m3 ,桩竖向受压受拔刚度取100000kN/m;

3 抗浮设计

上部结构盘算完成后 ,进入基础建模� ?� ,安排500mm厚筏板 ,之后进入基础盘算及效果输出� ?榫傩幸淮位∨趟� ,完成退却回至基础建模� ?� ,举行自动下柱墩安排 ,控制冲切清静系数不小于1.3 ,此时不带柱下抗拔桩的柱墩与带柱下抗拔桩的柱墩会有较小差别 ,对抗拔桩设计影响很小。安排好下柱墩盘算完成后 ,进入抗浮稳固菜单下举行局部抗浮稳固验算 ,枚举典范两层地库及下沉庭院区柱下抗浮稳固盘算如下:

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(a)两层地库典范柱下局部稳固                   (b)下沉庭院典范柱下局部稳固

图4 未布抗拔桩柱下局部抗浮稳固

可见不安排抗拔桩柱下局部稳固都不知足要求 ,桩基安排数目盘算公式凭证《抗浮标》6.4节要求盘算如下:

(G+R)/Nw≥(1.1*1.1=1.21)

本工程邻近湖边 ,终年水位较高 ,加之本工程为重点工程 ,本设计接纳控制局部抗浮稳固抵达不小于1.21清静系数要领包管抗浮清静。上图两层地库典范柱下需安排(4814*1.21-3393)/900=2.70 ,柱下安排三根桩;上图下沉庭院典范柱下需安排(4821*1.21-1953)/900=4.31 ,柱下安排五根桩。

按上述盘算要领安排好抗拔桩后再次盘算局部抗浮稳固:

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(a)两层地库典范柱下局部稳固                  (b)下沉庭院典范柱下局部稳固

图5 布好抗拔桩后柱下局部抗浮稳固

安排好抗拔桩后 ,受桩基影响 ,局部抗浮稳固验算效果略有转变 ,比照柱下所需抗拔桩数 ,效果如下:

表1 柱下布桩前后局部抗浮稳固所需桩数比照

需布桩数目

布桩前

布桩后

差值百分比

两层地库典范柱

2.7

2.63

2.59%

下沉庭院典范柱

4.31

3.97

7.89%

可见 ,安排桩基后的局部抗浮稳固需要的桩基数目有所降低 ,随安排抗拔桩数目增添而增添降低幅度 ,但降低有限 ,偏清静本工程按未安排桩基时的局部抗浮稳固要求安排抗拔桩。按此要领安排出抗拔桩整体稳固盘算如下:

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图6 整体抗浮稳固效果

Kw=1.41>1.1(软件整体稳固盘算已思量主要性系数) ,知足规范要求。

4 盘算效果:

4.1 桩基拔力:

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(a)两层地库典范柱下桩基拔力                (b)下沉庭院典范柱下桩基拔力

图7 抗拔桩竖向拔力

桩基拔力都小于900 ,并有一定清静储备。

将上述抗拔桩通过导出CAD再通过导入CAD的方法“复制”到正常荷载取值的受压盘算文件中形成受压模子 ,非抗浮盘算效果如下:

4.2 桩土非地动组合下受压反力:

                                 11.jpg            12.jpg

(a)两层地库典范柱下桩基压力                (b)下沉庭院典范柱下桩基压力

图8 抗拔桩竖向压力

                                  13.jpg                                 14.jpg

(a)两层地库典范柱下及周边地基土反力                (b)下沉庭院典范柱下及周边地基土反力

图9 地基土反力

可见 ,桩土配合承�;》戳� ,柱距为8.4mx8.4m ,两层地库典范柱下土肩负约69%反力 ,下沉庭院典范柱下土肩负56%反力。

4.3 筏板配筋:

    15.jpg                16.jpg

(a)受压模子                                     (b)抗拔模子

图10 两层地库典范柱下及周边筏板配筋

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(a)受压模子                                     (b)抗拔模子

图11 下沉庭院典范柱下及周边筏板配筋

由上可知 ,除跨中区域板底为非抗浮工况组合控制外 ,其它区域都为抗浮工况组合控制 ,最终配筋取包络。

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图12 荷载组合表

除以上外 ,受压模子下的柱冲切、桩冲切、下柱墩冲切都知足规范要求 ,不小于1.3清静系数 ,本文不再详细形貌。


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