局部暗塘的锚杆静压桩基础设计_3090

局部暗塘的锚杆静压桩基础设计
摘要：通过对某宿舍楼在控制沉降差的前提下提出同一建筑物下局部设桩基的
基础方案。


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）

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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-μ i）。p1（3）

μ i= sti/ stf，μ i 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-υ 2）。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
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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μ i 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
=63mm，固结度μ i 约为0.25 施工期间成沉降量sti =16mm左右，沉降比较均
匀。

2.三层楼面浇完前须完成50%的压桩和封桩，五层楼面浇完前须完成100%
的压桩和封桩，暗河道区后增荷载p2=89kn/m2，桩顶分担荷载pp 和基础分担
荷载p 分别为

pp= pp1+ pp2=λ 。（1-μ i）。p1+λ 。p2

=0.85.（1-0.35）。74+0.85.89=116.5 kn/m2

p= p1+p2-pp

=74+89-116.9=46.5kn/m2

μ ：基础下土固结度，取0.35

λ ：考虑桩土共同作用桩上承受荷载分担比例，取0.85

p
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用分层总和法计算好土区最终沉降量61mm，施工期间完成沉降量36mm
左右，而暗河道区浅基础上的荷载向桩上转移，建筑物最终沉降量减少，考虑压
桩后基础有所上抬，最终沉降量

s= s1+ s2- s3

=[sti+（kr /kpr）。（ stf- sti）]+ [（p2 /p1）。（kr /kpr）。（ stf- sti）]- s3

=[16+0.25.（63-13）]+[（89/74）。0.25.（63-13）]-5=39mm

经计算 式中kr/ kpr=0.25，压桩后基础上抬量按经验取5mm.最终沉降量差
值22mm，施工时根据暗河道截面情况采用变化的桩长，以防止沉降发生突变，
沉降差满足规范要求。

1 号楼基础平面示意图见图三



3.承台及锚杆设计

（1）承台设计：好土区基础按普通墙下条基计算，暗河道区按 使用阶段基
底反力及桩顶反共同作用计算，孔边设加强筋以弥补被切断的受力钢筋，加强筋
贯通布置。

（2）锚杆设计：

①自身承载力验算

k.pmax
式中，k 为安全系数，取k=1.2； pmax 为最大压桩力；n 为每个桩孔预埋
锚杆数； r 为锚杆抗拉强度； d 为锚杆净直径。

②锚固强度验算

pmax?Qnπ dh[r]

式中， h 为锚固深度； [r]为锚杆与混凝土粘结强度，取决3mpa 经计算采
用m24 锚杆。

四、施工要求

本工程桩小数量多，为防止挤土效应及基础板受力突变，施工采用分批分点
压、封桩，靠近交叉墙处先压先封，压完50%后，进行第一批封桩，剩下压桩
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分成几个小区，每个小区分散、多点流水压桩。

压桩用桩长和压桩力两个指标来控制，当桩长未达到要求而压桩力达 到要求
时，即可认为满足要求，压桩要结合沉降观测结果，在施工过程中，作流程和时
间上的调整。

五、结束语

局部采用逆作法施工考虑桩土共同作用的锚杆静压桩基础，大大减少了施工
工期和噪音污染， 而且锚杆静压桩受力明确，桩身质量好控制；采用分阶段验
算沉降差将其对结构不同阶段的不利影响控制在允许范围之内。本工程已主体验
收完毕，沉降观测结果与计算值基本相符。
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