[发明专利]高层建筑纠倾过程中截桩数量和迫降量的预估方法

说明书

本发明公开一种层建筑纠倾过程中截桩数量和迫降量的预估方法，该方法首先根据建筑倾斜情况与纠倾要求确定不同部位迫降目标值，基于单桩的载荷试验做到桩破坏为止的Q‑s曲线，确定曲线中单桩的桩顶沉降量发生陡降时的竖向荷载值；然后根据实测值和模拟值，建立不同沉降位置桩基的Q(n)‑S(n)曲线，并将其反映到桩与上部结构的整体模型中，建立力学分析模型；再将沉降量发生陡降时具体数值加载在所述的力学分析模型中，预估截桩数量和位置，在建筑物沉降较小一侧进行分批截桩，并修正Q(n)‑S(n)关系曲线和力学分析模型，直到完成纠倾过程。该方法提高了纠倾过程截桩数量和变形的预测的精度，便于工程应用。

技术领域

本发明涉及建筑纠倾领域，具体涉及一种高层建筑纠倾过程中截桩数量和迫降量的预估方法。

背景技术

软土地区场地复杂，土层分布的不均匀，软弱土层深厚，由于设计、施工等因素造成工程桩承载力不足以及工程桩之间承载力的分布差异，容易引发不均匀沉降，导致上部建筑倾斜。特别是处于准极限状态的摩擦桩和摩擦端承摩擦桩基础，竖向承载力不足所引起的沉降差异不易控制，将严重影响建筑物的安全正常使用。为恢复建筑物的使用功能，可对建筑物采取补强和截桩等措施，通过使沉降较小的一侧产生刺入变形的方式进行纠偏。

上部结构倾斜后，截桩纠倾之前，需要在沉降较大区域增设控沉桩；此外，为避免截桩过程的突发沉降等意外情况，也需要在沉降较小的截桩区增设一部分主动控沉桩。截桩纠倾属于应急抢险工程，施工周期短、速度快，为控沉而施打控沉桩对场地土的扰动明显，具体影响难以预测；此外，截桩后，桩基多发生刺入变形，其主要变形以瞬间沉降和主固结沉降为主，本地区沉降监测数据和沉降经验系数难以借鉴。因此，截桩纠倾中采用基础设计时的地勘参数，效果并不理想。此外，现有的软土地区沉降计算一般考虑次固结沉降，显然与截桩纠倾的工程实际有所区别。

由于地质条件和水文条件的不同，建筑物纠倾工程具有很强的地域性。工程桩承载力的不确定性和地基土应力的变化，将对纠偏过程中房屋的局部及整体倾斜状态发生影响，从而给迫降纠偏带来很大困难。

此外，建筑物倾斜一般为桩基承载力整体缺陷所致，其主要原因不是个别桩缺陷，纠倾过程也无法甄别哪些部位桩基存在缺陷，哪些部位承载力存在不足；截桩过程，由于土与地下室底板的共同作用，基于单桩载荷试验的Q-S难以体现上述影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高层建筑纠倾过程中截桩数量和迫降量的预估方法，该方法能够较好地预测截桩数量以及截桩过程发生的沉降。

本发明的具体技术方案如下：

一种高层建筑纠倾过程中截桩数量和迫降量的预估方法，该方法具体包括如下步骤：

S1：根据建筑倾斜情况与纠倾要求确定不同部位迫降目标值；

S2：以工程桩施工之前所进行的设计试桩资料为依据，基于原场地的单桩的载荷试验做到桩破坏为止的Q-s曲线，确定Q-s曲线中单桩的桩顶沉降量发生陡降时的单桩所受的竖向荷载值；其中，Q表示单桩所受的竖向荷载值，S表示所述单桩的桩顶沉降量；

S3：根据现场实测的沉降数据以及数值模拟计算所得到的桩身实际荷载，对比工程施工之前堆载试验所确定的Q-S关系曲线，通过两者的比值关系从而建立不同沉降位置桩基的Q(n)-S(n)曲线；

S4：将不同沉降位置桩基的Q(n)-S(n)曲线反映到桩与上部结构的整体模型中，建立倾斜状态下带缺陷基础与上部结构协同作用的力学分析模型；

S5：将S2确定的本场地发生较大沉降变形的具体数值加载在所述的力学分析模型中，基于S1确定的不同部位迫降目标值，通过多次试截桩模拟计算，预估截桩数量和位置；

S6：根据S5得到的截桩数量和位置，在建筑物沉降较小一侧进行分批截桩，计算截桩后各工程桩的反力和沉降变形，并将数据修正到Q(n)-S(n)关系曲线中，同时调整所述的力学分析模型；