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[博士]超高层建筑基础与基坑工程逆作法现场测试与分析研究_pdf.pdf

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箱基础进行现场试验，取得可喜的成就。 3．筱（箱）基础的钢筋应力。对于超高层建筑，每当走进工地时，如果 正逢基础板将要浇注混凝土时，自然有如入钢筋森林之感。为什么需要这么多钢 筋呢？在高层建筑与地基基础共同作用的理论研究早已指出，上部结构刚度对基 础的贡献，基础的应力随着层数的增加，基础应力将逐步减少，达到一定层数后， 应力趋于恒值。说明上部结构刚度贡献可以减少基础应力，同样也说明结构刚度 贡献的有限性。早在上世纪80年代，我高层建筑与地基基础课题组已在贸海宾 馆（现改为兰生宾馆）进行比较全面的现场试验，该宾馆26层，接近超高层， 现场实测表明：内的钢筋应力与整个结构刚度形成具有密切关系，约在5层时 （相当土的自重应力阶段）是应力峰值的转折点，应力为21.7MPa，远远小于 钢筋的容许应力，证明这个结论的合理性。如今事隔20年，前面的西安的陕西 邮政电信网管中心大厦的现场试验，也证明上部结构刚度的贡献为8层的有限 性，与上海贸海宾馆的实测论证基本相同。在陈卫的博士论文中，又进一步论 述，并且提出等效的“简化深梁“的方法计算应力。 4.巨型柱承载问题。对于超高层建筑，特别是近60层的超高层，一般采用 巨型柱，柱的断面特别大，例如，88层的金茂大厦的外墙四周设有8根断面为 1.5m×5.0m的钢筋混凝土巨型柱和8根钢柱，近年的60层的长峰商城，钢筋混 凝土巨型柱的断面，大则2.0m×3.45m，小则1.5m×2.4m。而荷载特别大，例如， 金茂大厦的混凝土柱荷载为10，167t，上海环球金融中心的101层和台北101层 也相类似，因此，承受建筑物的荷载也很大。例如，欧洲的德国300m高的商业 银行大厦巨型柱所承受的荷载甚至可达建筑物总荷载的60%"°。对于设计能够承 受达万吨的巨型柱，究竟真正的作用的荷载有多大，至今仍没有一个实测的数据。 因此，进行这样巨型柱的现场试验很有必要。 上述四个问题是高层建筑设计的关键，如果能够得到有效解决，又得到现场 试验的进一步验证，将会大大提高设计水平，节省大量的财富。

建筑桩筱（箱）基础工程的逆作法的

QB/T 5656-2021 油墨中苯类溶剂含量测定方法现场测试和共同作用理论的研究现

随着中国经济的高速发展、中国城市化进程的加快，产生一系列的城市环境

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为构件单独设计计算，应该考虑逆作法施工的地下结构的受力特点，考虑在逆作 法施工过程中荷载与结构的变化，以及地下连续墙及地下结构梁、板兼作围护体 系与竖向承重体系时的受力特点，提出一种考虑施工过程的支护结构与支撑体系 共同受力的整体设计方法，使逆作法作为一种新的施工方法用于工程实践，为人 们所认可，同时，也给地下工程理论提出新的课题。它不仅要考虑施工过程中围 护结构的内力、变形和稳定性，以及周围地层变形对临近建筑物和地下管线的影 响等传统基坑工程问题，在软土地区还要考虑施工过程中结构差异变形控制这一 新问题。所以，如何有效地控制逆作法施工过程结构差异变形是逆作法施工理论 与实践中急待解决的问题。 随着计算机技术的飞速发展，高层建筑基础分析与设计方法得到不断的完善 和发展，使得安全和经济可以更有机地统一起来。高层建筑基础分析与设计方法 大体经历四个发展阶段：不考虑共同作用的阶段、仅考虑地基与基础共同作用的 阶段、考虑上部结构与地基基础共同作用阶段以及全面考虑上部结构与地基和基 础（包括地下连续墙）共同作用的阶段。这一发展过程是与生产的发展、技术的 进步、特别是计算手段突飞猛进密切相关的。本文论述的共同作用都是指这种上 部结构、地基和基础（包括地下连续墙）的共同作用，把上部结构、基础和地基 看成彼此协调工作的整体，在连接点上满足变形协调条件下求解整个系统的变形 与内力。这个逆作法理论就是高层建筑与地基基础共同理论的延伸。早在10年 前先后载入赵锡宏等著《带裙房的高层建筑与地基基础共同作用的设计理论与实 践》10)一书和发表在建筑技术杂志上的赵锡宏、张保良、张启辉和王允恭的“上 部结构，地基和基础共同作用理论在逆作法设计和施工的应用”的论文i。在论 文中，不但阐明理论，而且，通过一个工程算例的三个方案进行分析计算，明确 指出：控制差异变形是指导逆作法施工的关键。让上部结构的刚度参与协调和控 制差异变形，效果显著。同时，指出随着施工的进展，地下连续墙和中柱桩的分 担荷载，可保证建筑物有足够的安全度。跨进21世纪，徐至钧和赵锡宏编著的 厚书《深基坑支护设计理论与技术新进展一一逆作法设计与施工》，既有理论 又有全国30个逆作法的工程实例，更加充分说明逆作法的可行性和实用性13]。 可惜，直至目前工程界普遍采用的设计方法仍然把上部结构、基础和地基隔 离开来分别考虑。这种方法由于忽视共同作用，与实际不符，其结果造成设计中 不是偏于不安全就是偏于浪费。理论研究表明，共同作用分析将使上部结构、基

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础和地基在内力和位移等方面与常规法相比都有显著的变化。而以往共同作用分 析方法难以推，究其原因，一是受计算手段的限制，二是一些计算参数较难确 定，三是设计人员喜欢用纳入规范、简单安全的理论来进行设计。这里，值得提 出的是：文献13比较详细介绍逆作法理论，把长峰商城作为实例分析，论述大底 板浇注前后的变形和应力的变化，在国内外是少见。现在，随着大量建造高层建 筑的实践、日渐丰富的现场实测和试验室研究、计算机与计算技术的迅速发展、 各种计算机辅助设计软件的出现，可大大降低设计人员的劳动强度，已为用高层 建筑与基础和地基共同作用分析方法指导实际工程这一迫切需要解决的问题提 供可能性与现实性。

1.4本文的主要研究工作

1.超高层建筑桩（箱）基础工程的现场测试。现场测试是检验超高层建 筑桩筱（箱）基础工程设计理论的正确性唯一的标准和发展设计理论的源泉。但 是，它是一个非常艰巨和辛苦的工作，同时，现场试验受到现场的施工条件和仪 器的适应性的多方面的限制，因此，很难保证现场试验的百分一百成功，仪器的 成功率在70%以上，已经非常满意。事实的确是这样，在本研究的工程一一一长峰 萄城理设各种仪器，进行试验，受到多次的损坏，极力补救，还幸终于获得一些 宝贵的资料，本人有深刻体会。先要将从沉降、基底土压力、桩土荷载分担、筱 基的钢筋应力和巨型柱的受力等实测资料进行分析，结合国内外的一些资料，认 真综合研究，以期获得规律性的成果。 2设计一套合理的逆作法施工的方法。逆作法在各地的应用都有各自的特 点，必须根据各工程土质、施工环境以及建筑物结构的不同特点来设计一套合适 此工程施工的方法。换句话说，逆作法工程的设计必须和施工结合起来，也就是 说，必须以施工全过程对工程对象进行设计，其目的就是保证最终完工的建筑结 构、特别是地下结构能够满足总体设计的需要，同时，要保证整个施工过程的安 全。所以，逆作法工程的分析设计不同于一般的结构设计，它属于深基坑支护结 构设计的一种，比之其它的支护结构设计更为复杂，和主体结构的互相影响比其 它结构更为明显，它的成果应当用于指导施工的整个过程。 3.总结逆作法施工过程的一些发展规律。研究地下连续墙、工程桩、楼板 应力、底板以及上部结构之间共同作用规律，探讨地下连续墙、工程桩之间的差

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异变形的发生原因以及发展规律。 在我国对楼板的应力状态的研究资料比较罕见。在廖创兴金融中心工程有 该方面的比较详细资料，有可能得出一些规律性成果。 4.汇总国内外一些典型逆作法工程的资料，结合本文研究的三个逆作法工 程—60层的上海长峰商城、36层上海廖创兴金融中心以及兴业大厦的施工监 测及测试资料。 通过总结分析，对逆作法的应用趋势有较为全面的认识，更明确一些逆作法 的应用前景，确定未来逆作法应用的重点发展方向。 5.研究连续墙水平位移、墙后地表的沉降和基坑底的隆起三者之间的关系。 结合长峰商城和廖创兴金融中心两幢超高层建筑的实测资料进行定量的分析，将 这些结果和一般常用的简化设计方法进行比较，以期获得一些规律性的结果 6.认真研究共同作用逆作法的理论的实用性和可行性。通过对长峰商城和 廖创兴金融中心两幢超高层建筑的理论计算和实测资料的对比分析，对逆作法理 论进行验证。

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

2.11巨型柱的应力实测与分析

正如第一章绪论所述，对高层建筑基础工程的现场测试研究具有重要的理 论和工程实践的意义。在国际上最早当推英国，Hooper,J.A.(14在上世纪70年代 对海德公园骑兵大楼进行现场试验，探讨从基坑开挖到结束过程中桩土荷载分 担，桩的受力机理等，得出至今仍有指导意义的结论，在我国岩土界每当论及桩 筱基础的现场试验的分析，总是引用其研究的思想。后来，德国也非常重视现场 的研究，在上世纪末，还对最高的300m的Commerzbank大楼(13)，进行上部结构 与地基基础共同作用的现场研究，可惜的是桩进入岩层中，尽管埋设许多测试仪 器，但是仅有桩顶反力实测资料，获得的资料不够全面。 在我国，自上世纪的80年代起，同样重视高层建筑的桩筱（箱）基础的现 场测试研究。例如，中国建筑科学研究院的何颐华等[16]对武汉20层的湖北外贸 中心大楼的桩箱基础进行现场测试研究，根据箱基可承担20%的建筑物荷载，丛

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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图22长峰商城断面图

第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

2.4现场测试自的和内容

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测试目的在于研究主楼上部结构和桩筱基

第二章 超高层建筑基础工程的现场测试与分析

桩筱基础共同作用。测试内容如下： 1）群桩中各桩受力与相应点沉降的关系 2）群桩的荷载分布，即：角桩、边桩、内部桩和中心桩的受力系数： 3）桩筱荷载的分担； 4）筱板和楼层刚度的关系； 5）楼层和孔隙水压力的变化对沉降、桩的受力、桩筱荷载分担、筱基刚度 与应力以及各柱的荷载分布的影响； 6）筱基内力的变化； 7）在典型的边柱和柱的设计荷载和真正的荷载关系 8）孔隙水压的消失和预估； 9）按照地下水位的变化研究土压力与地下水位的关系； 10）如何利用主楼和裙房的流隆以研究共同作用间题，

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

2.7.1实测沉降结果

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

S5沉降随层数增加的

2.7.2实测差异沉降

第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

2.7.3实测沉降总评价与分析

从本工程在竣工时的最大沉降和平均沉降分别为68.0mm和55.4mm，而金 茂大厦竣工时的最大沉降和平均沉降为72.0mm和59.1mm（见下表），略为大 些，如以Be=√A和沉降关系相比，前者比后者也微大一点.但是，差异沉降 小。因此，长峰商城还是安全，不过，建议，加强沉降观测。

2.7.4峻工时平均沉降,Sa与等效宽度,Be的关系探讨

早在上世纪80年代，同济高层建筑与地基基础共同作用课题组已对上海已 建成的高层建筑在竣工时的沉降与等效宽度的关系进行统计分析，曾经提出以下 预估高层建筑在竣工时沉降的经验公式和图示，见文献：

上海几幢超高层建筑的逆工的平均沉降Sa和等

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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2.8基底土压力实测与分析

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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第二章超高层到筑基础工程的现场测试与分析

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

2.10基应力实测与分析

2.10.1国内高层建筑桩筱基础的筱基应力实测概况

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第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

GB/T 21672-2014 冻裹面包屑虾申请同济大学博士学位论文

第二章超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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第二童超高层建筑基础工程的现场测试与分析

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JT/T 443-2021 液压舵机推舵液压缸试验方法2.10.3高层建筑的筱基应力实测与对比分析

第二童超高层建筑基础工程的现场测试与分析