基础稳定性验算，抗倾覆和抗滑移验算

27#楼基础稳定性验算

一．工程概况

根据贵州建工岩土基础工程有限公司2022年4月提供的《湾田.盘州盛世-智慧生态城一期一批（27#楼、29#楼）工程项目岩土工程勘察报告》详勘报告，本工程采用桩基础，持力层中风化白云岩。

二．抗倾覆验算

本工程抗震设防烈度6度,第三组，场地特征周期0.45s，根据《高规》4.3.7条,大震作用下特征周期为0.5s,根据按《地震动区划图》GB18306-2015，计算罕遇地震影响系数最大值0.237。

根据YJK计算结果，结构在大震作用、风荷载作用下整体抗倾覆验算如下：

               抗倾覆力矩Mr     倾覆力矩Mov    比值Mr/Mov    零应力区(%)

  X向风        7.552E+006       1.404E+005         53.80         0.00

  Y向风        4.010E+006       3.094E+005         12.96         0.00

  X大震        7.289E+006       1.010E+006          7.22         0.00

  Y大震        3.870E+006       1.073E+006          3.61         0.00

本工程抗倾覆稳定性安全系数均大于1.5，整体抗倾覆稳定性满足要求。

三．抗滑移验算

本工程采用桩基础（端承桩），基础抗滑移由基桩水平承载力承担，本工程工73颗桩，桩径和数量如下表：

桩径	1000	1200	1400	1500	1600	1800	总数
数量	23	27	15	3	2	3	73

3.1 单桩水平承载力计算（以1000mm桩径为例进行计算）：

1.桩类型: 桩身配筋率＜0.65%灌注桩

    2.桩顶约束情况: 铰接、自由

    3.截面类型: 圆形截面

    4.桩身直径: d=1000mm

    5.材料信息:

      1)混凝土强度等级: C30 ft=1.43N/mm2 Ec=3.00*104N/mm2

      2)钢筋种类: HRB400 Es=2.0*105N/mm2

      3)钢筋面积: As=1810mm2

      4)净保护层厚度:       c=50mm

    6.其他信息:

      1)桩入土深度:   h=10.000m

      2)桩侧土水平抗力系数的比例系数: m=10.000MN/m4

    7.受力信息:

      桩顶竖向力: N=2000.000kN

计算过程:

    1.计算桩身配筋率ρg:

      ρg=As/(π*d*d/4)

         =1810/(π*1000*1000/4)=0.230%

    2.计算桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo:

      扣除保护层的桩直径do=d-2*c=1000-2*50=900mm

      钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的比值

      αE=Es/Ec=(2.0*105)/(3.00*104)=6.667

       Wo=π*d/32*[d*d+2*(αE-1)*ρg*do*do]

         =π*1.000/32*[1.000*1.000+2*(6.667-1)*0.230%*0.900*0.900]

         =0.100m3

    3.计算桩身换算截面积An:

      An=π*d*d/4*[1+(αE-1)*ρg]

        =π*1.000*1.000/4*[1+(6.667-1)*0.230%]

    =0.796m2

    4.计算桩身抗弯刚度EI:

      桩身换算截面惯性矩Io=Wo*d/2=0.100*(1.000-2*0.050)/2=0.045m4

      EI=0.85*Ec*Io=0.85*30000*45.1=1150050.000kN*m2

    5.确定桩的水平变形系数α:

      对于圆形桩，当直径d≤1m时:

      bo=0.9*(1.5*d+0.5)=0.9*(1.5*1.000+0.5)=1.800m

      α=(m*bo/EI)(1/5)     【5.7.5】

        =(10000.000*1.800/1150050.000)(1/5)=0.435 (1/m)

    6.计算桩顶（身）最大弯矩系数νm:

      桩的换算埋深αh=0.435*10.000=4.354

      查桩基规范表5.7.2得:νm=0.768

    7.其余参数:

      圆形截面:桩截面模量塑性系数γm=2.00

      竖向压力:桩顶竖向力影响系数ζ N=0.5

    8.单桩水平承载力设计值Rh:

      Rh=0.75*α*γm*ft*Wo*(1.25+22*ρg)*(1±ζ N*N/γm/ ft / An)/νm 【5.7.2-1】

        =0.75*0.435*2.000*1430.00*0.100*(1.25+22*0.230%)*(1+0.5*(2000.000)/2.000/1430.00/0.796)/0.768

        =228.267kN

    9.验算地震作用下单桩水平承载力设计值　【5.7.2-7】

      RhE=1.25*Rh=1.25*228.267=285.334kN

 

同理，其他直径桩基单桩水平承载力特征值和地震作用下水平承载力特征值如下表：

桩径	1000	1200	1400	1500	1600	1800	桩基抗滑移承载力
数量	23	27	15	3	2	3
水平承载力特征值（kN）	228.267	393.913	533.966	615.158	704.628	943.849	29981.6
地震作用下水平承载力特征值（kN）	285.334	492.391	667.458	768.948	880.785	1179.812	37476.9

结构在风荷载和大震作用下结构抗滑移验算如下：

             桩基抗滑移承载力  水平基底剪力        比值    

  X向风        1914.3           29981.6            15.66         

  Y向风        4219.1           29981.6            7.11          

  X大震        11112.56         37476.9            3.37          

  Y大震        10804.69         37476.9            3.47          

本工程抗滑移稳定性安全系数均大于1.3，整体抗滑移稳定性满足要求。

 

结论：结构在大震和风荷载作用下抗倾覆和抗滑移稳定性满足要求。