附录F 用原位测试参数估算群桩基础最终沉降量


F.0.1 用原位测试参数换算土压缩模量Es,或直接用原位测试参数估算群桩基础沉降量的方法应符合下列要求:
1 适用于一般黏性土、粉土和砂土地基;
2 桩中心距小于6d、排列密集的预制桩群桩基础;
3 桩基承台、桩群和桩间土视为实体基础,不考虑沿桩身的应力扩散;
4 计算沉降深度自桩端全断面平面算起,算至有效附加压力等于土有效自重压力的20%处,有效附加压力应考虑相邻基础影响;
5 各地区应根据当地的工程实测资料统计对比、验证,确定相应的桩基沉降计算经验系数。
F.0.2 对无法或难以采取不扰动土试样的填土、粉土、砂土和深部土层,可根据静力触探试验、标准贯入试验和旁压试验测试参数按表F.0.2的经验关系换算土的压缩模量Es值。
土的压缩模量Es与原位测试参数的经验关系
土的压缩模量Es与原位测试参数的经验关系
F.0.3 群桩基础最终沉降量尚可用压缩模量Es按下式估算:

F.O.4 采用静力触探试验或标准贯入试验方法估算桩基础最终沉降量:




条文说明
附录F 用原位测试参数估算群桩基础最终沉降量
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,尤其是在本条第5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规程中表F.0.2经验公式确定压缩模量Es值。
对砂土和粉土,主要依据旁压试验Em与单桥静力触探比贯入阻力Ps、标准贯入试验N值建立相应统计关系(近一百项工程数据),如图18~图19所示。
旁压试验模量与静探比贯入阻力Ps关系图
旁压试验模量与标准贯入试验击数N关系图

压缩模量Es与静探比贯入阻力Ps关系图
F.O.3~F.O.4 关于桩基最终沉降量估算及其计算指标。在详勘阶段,一般可采用实体深基础方法估算,如有详细荷载分布图和桩位图,可采用Mindlin应力分布解的单向压缩分层总和法估算。但通过大量工程沉降实测资料统计,其估算值精度仍不够理想,造成上述方法计算精度不高的原因有:
1 没有考虑桩侧土的作用,即沿桩身的压力扩散角,而实际上即便在软土地区,如上海浅层软土的内摩角已很小,但或多或少存在着一定的桩身摩擦力,且随桩的深度增加,土质渐变硬,摩擦力也增大。目前由于施工技术有了很大的提高,沉桩设备能量大的柴油锤已达D100,液压锤已有30t,静压桩设备最大压力已达900t,与十多年前情况完全不同,一般高层建筑物或超高层建筑物均穿过较硬黏性土、中密的砂土甚至穿过厚层粉细砂。这样导致计算所得的作用在实体深基础底面(即桩端平面处)的有效附加压力偏大,相应地桩端平面处以下土中的有效附加压力也偏大。
2 在计算桩端平面处以下土中的有效附加压力时,采用了弹性理论中的Mindlin或Boussinesq应力分布解,与土性无关(土层的软弱、土颗粒的粗细等)可能使实际土体中的应力与计算值不相符,也导致计算应力偏小或偏大,在软黏性土和密实砂土中尤为突出。
3 确定地基土的压缩模量是一个关键性的问题。据目前的勘察水平,深层地基土的压缩模量很难正确确定,因为不扰土样的采取受到很大的限制,特别是粉土、砂土扰动程度更大,导致地基土的压缩模量偏小或失真。
4 对沿海地区深层黏性土由于具有较长的地质年代,一般具有超压密性(OCR>1),尤其是地质时代属Q3的黏性土,据一些工程试验数据,由于取土扰动,使OCR明显偏小。
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Es)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。
本规程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 ,通过对桩端入土深度、桩侧土性和桩端土性修正,以提高桩基的计算精度。
本规程所提出的计算方法与实测值比较结果见图21和22。
沉降量计算值与实测值之比频图
沉降量计算值与实测值散点图

由图可见,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幢建筑物工程资料及其地质资料进行分析,按建议方法计算,与实测沉降比较如图23,相对误差频数分布如图24。

静力触探试验参数经验法计算与实测比较
静力触探试验参数经验法相对误差频数分布

场地地质情况

Isi计算表


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