用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法及其校验方法技术

本发明专利技术提供了一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法及其校验方法。所述桩基布设方法是在建筑物外侧每个L形拐角部位不可利用的既有桩基A周围成四边形布设四根新桩B，四边形的两对角线相交点过桩基A；在建筑物剪力墙的每个T形交叉部位不可利用的既有桩基C周围成三角形布设三根新桩B，桩基C的桩心位于三角形内；在建筑物剪力墙一字形墙部位不可利用的既有桩基D两侧对称布置两根新桩B；本发明专利技术有效的避免了在既有桩基位置施工，保证了工程质量，尤其适用于已施工桩基出现缺陷时，对原有桩基进行补强，并通过计算上部结构外轮廓几何形心与桩群(含具有承载力的原有旧桩)反力中心是否重合来判断布桩是否合理。心是否重合来判断布桩是否合理。心是否重合来判断布桩是否合理。

【技术实现步骤摘要】
用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法及其校验方法


[0001]本专利技术专利涉及一种新的岩土工程领域，具体是一种应用于桩基础中存在既有桩基条件下的桩基布设方法及其校验方法。

技术介绍

[0002]桩基础具有整体性好、承载力高和沉降量小、结构布置灵活等优点，因而在结构设计中被广泛采用。随着国家基建水平的提高，城市规划的合理调整，很多建筑物拆除后又在原地新建新的建筑物，原有建筑物很多使用的是桩基，桩基深埋在地基土中，新建建筑物若采用桩基础，在基础设计中如果忽略原有桩基础的存在，按照一般地基土对待，将带来两个问题：一是施工难度大，如果新布设的桩与原有桩基重合，挖桩的过程实际上是破除钢筋混凝土的过程，桩基成孔的质量也很难保证；二是将可能产生较大偏心弯矩，即使新布设的桩基不与原有的桩重合，原有的桩基反力依然客观存在，由此可能会产生较大的偏心弯矩，使得建筑物受力较大一侧产生较大沉降，甚至引起建筑物整体倾斜。
[0003]另外，由于设计、施工等原因，采用桩基础的建筑物中部分桩基施工完成后经检测不能满足要求，无法提供上部结构所需的承载力，拆除桩基只能是挖除，但一般原来的桩基很深，超出了新建建筑物的基坑底部标高，挖除势必会扰动地基土，使得新布设的桩基受力发生变化，且挖除难度大、费用高，因此挖除是不可行的；如果增设桩基，存在的问题是已有的桩基已经将最有利的布设桩基的位置占据，后期补打的桩基只能布设在原有桩基所留空余位置，如果布设在原桩位由于原来的桩基一般都是混凝土桩基，在混凝土无法进行打桩，便会造成施工困难且难以保证成桩的质量的问题。基于上述原因，在存在既有桩基的条件下如何布设桩基，又如何评价桩基布设是否合理，是一个有待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法及其校验方法，本专利技术中的桩基布设方法可以有效的解决有利位置被既有桩基占据的问题，避免在既有桩基位置施工，保证工程质量；本专利技术中的校验方法可以校验桩基的布设是否合理，若不合理可及时调整桩基的位置，以避免造成建筑物产生较大的偏心弯矩的问题。
[0005]为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法，其特征在于：所述布设方法包括以下步骤：
[0006](1)针对建筑物施工区域的既有桩基进行抽芯检测，确定所有的既有桩基中芯样完整的既有桩基为可利用桩基，芯样不完整的既有桩基为不可利用的桩基；
[0007](2)再对不可利用的桩基周围布置新桩，其布置的方式如下：
[0008]a.在建筑物外侧每个L形拐角部位不可利用的既有桩基A周围布设四根新桩B，四根新桩B的桩心连线为对角线相互垂直的四边形，且四边形的两对角线相交点过该部位的既有桩基A；
[0009]b.在建筑物剪力墙的每个T形交叉部位不可利用的既有桩基C周围布设三根新桩
B，三根新桩B的桩心连线成三角形，且既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的三角形内；
[0010]c.在建筑物剪力墙一字形墙部位不可利用的既有桩基D两侧对称布置两根新桩B，两根新桩B以既有桩基D为中心且对称分布于剪力墙下方，或两根新桩B的桩心连线过既有桩基D的桩心，且垂直于剪力墙。
[0011]本专利技术较优的技术方案：所述新桩布设完成后，根据相邻桩基情况对新布设的桩基位置进行微调；并在AutoCAD软件中按照建筑物实际尺寸以毫米为单位绘制出新旧桩基混合布置图。
[0012]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)的a步骤中，布设在L形拐角部位不可利用的既有桩基A周围的四根新桩B的桩心连线为正方形。
[0013]本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)的b步骤中布设在T形交叉部位不可以利用的既有桩基C周围的三根新桩B的桩心连线成等边或等腰三角形；所述三根新桩B均位于建筑物剪力墙处，既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的等边或等腰三角形底边的中点处；或等边或等腰三角形顶点的新桩B位于建筑物剪力墙处，既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的等边或等腰三角形的几何形心处。
[0014]本专利技术还提供了一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设的校验方法，其特征在于所述校验方法针对上述用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法进行校验，其具体步骤如下：
[0015](1)计算新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)；按照新旧桩基混合布置图的尺寸绘制出新建建筑物的外轮廓线，取新建建筑物中相互垂直的两条外边线的延长线交点作为坐标原点O，并将建筑物的外轮廓所形成的封闭范围分割成n个矩形，每个矩形的形心为其对角线的交点，第i个矩形的形心坐标为(x
i
，y
i
)，第i个矩形的面积为A
i
，首先将第i个矩形的形心横坐标x
i
与其面积A
i
相乘，得到第i个矩形的面积对坐标纵轴的面积矩，然后将n个矩形对坐标纵轴的面积矩累加得到整个新建建筑物外轮廓的面积A对坐标纵轴的面积矩，并得到公式
①
：
[0016][0017]同样将第i个矩形的形心纵坐标y
i
与其面积A
i
相乘，得到第i个矩形的面积对坐标横轴的面积矩，然后将n个矩形对坐标横轴的面积矩累加得到整个新建建筑物外轮廓的面积A对坐标横轴的面积矩，并得到公式
②
：
[0018][0019]上述公式
①
和
②
中的x0，y0分别为新建建筑物几何形心坐标，并通过面积矩计算公式
①
和
②
计算得到新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)，其计算公式为：
[0020][0021]其中：(x
i
，y
i
)为分割的每个矩形形心相对于坐标原点O的坐标；
[0022]A
i
为第i个矩形的面积；
[0023]A为所有分区面积之和，即整个新建建筑物外轮廓的面积；
[0024](2)计算重新布桩后所有桩的反力中心坐标(x1，y1)；首先将步骤(1)中计算得到的新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)在新建建筑物外轮廓图中标注出来，记为点E，并以点E位置为坐标原点进行以下计算；然后将新建建筑物外轮廓图与新旧桩基混合布置图重叠，以此得到以新建建筑物几何形心E为坐标原点的新旧桩基混合布置图；根据力矩平衡原理，第i根桩的反力N
i
与桩心横坐标x
i
相乘，得到第i根桩的反力N
i
对坐标纵轴的力矩，然后将n根桩的反力对坐标纵轴的力矩累加，得到所有桩的反力之和N对坐标纵轴的力矩，并得到公式
③
：
[0025][0026]同样，将第i根桩的反力N
i
与桩心纵坐标y
i
相乘，得到第i根桩的反力N
i
对坐标横轴的力矩，然后将n根桩的反力对坐标横轴的力矩累加，该数值等于所有桩的反力之和N对坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法，其特征在于：所述布设方法包括以下步骤：(1)针对建筑物施工区域的既有桩基进行抽芯检测，确定所有的既有桩基中芯样完整的既有桩基为可利用桩基，芯样不完整的既有桩基为不可利用的桩基；(2)再对不可利用的桩基周围布置新桩，其布置的方式如下：a.在建筑物外侧每个L形拐角部位不可利用的既有桩基A周围布设四根新桩B，四根新桩B的桩心连线为对角线相互垂直的四边形，且四边形的两对角线相交点过该部位的既有桩基A；b.在建筑物剪力墙的每个T形交叉部位不可利用的既有桩基C周围布设三根新桩B，三根新桩B的桩心连线成三角形，且既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的三角形内；c.在建筑物剪力墙一字形墙部位不可利用的既有桩基D两侧对称布置两根新桩B，两根新桩B以既有桩基D为中心且对称分布于剪力墙下方，或两根新桩B的桩心连线过既有桩基D的桩心，且垂直于剪力墙。2.根据权利要求1所述的一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法，其特征在于：所述新桩布设完成后，根据相邻桩基情况对新布设的桩基位置进行微调；并在AutoCAD软件中按照建筑物实际尺寸以毫米为单位绘制出新旧桩基混合布置图。3.根据权利要求1所述的一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法，其特征在于：所述步骤(2)的a步骤中，布设在L形拐角部位不可利用的既有桩基A周围的四根新桩B的桩心连线为正方形。4.根据权利要求1所述的一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法，其特征在于：所述步骤(2)的b步骤中布设在T形交叉部位不可以利用的既有桩基C周围的三根新桩B的桩心连线成等边或等腰三角形；所述三根新桩B均位于建筑物剪力墙处，既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的等边或等腰三角形底边的中点处；或等边或等腰三角形顶点的新桩B位于建筑物剪力墙处，既有桩基C的桩心位于三根新桩B桩心连线形成的等边或等腰三角形的几何形心处。5.一种用于存在既有桩基条件下的桩基布设的校验方法，其特征在于所述校验方法针对权利要求1至4中任意一项所述的用于存在既有桩基条件下的桩基布设方法进行校验，其具体步骤如下：(1)计算新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)；按照新旧桩基混合布置图的尺寸绘制出新建建筑物的外轮廓线，取新建建筑物中相互垂直的两条外边线的延长线交点作为坐标原点O，并将建筑物的外轮廓所形成的封闭范围分割成n个矩形，每个矩形的形心为其对角线的交点，第i个矩形的形心坐标为(x
i
，yi)，第i个矩形的面积为A
i
，首先将第i个矩形的形心横坐标x
i
与其面积A
i
相乘，得到第i个矩形的面积对坐标纵轴的面积矩，然后将n个矩形对坐标纵轴的面积矩累加得到整个新建建筑物外轮廓的面积A对坐标纵轴的面积矩，并得到公式
①
：同样将第i个矩形的形心纵坐标y
i
与其面积A
i
相乘，得到第i个矩形的面积对坐标横轴
的面积矩，然后将n个矩形对坐标横轴的面积矩累加得到整个新建建筑物外轮廓的面积A对坐标横轴的面积矩，并得到公式
②
：上述公式
①
和
②
中的x0，y0分别为新建建筑物几何形心坐标，并通过面积矩计算公式
①
和
②
计算得到新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)，其计算公式为：其中：(x
i
，y
i
)为分割的每个矩形形心相对于坐标原点O的坐标；A
i
为第i个矩形的面积；A为所有分区面积之和，即整个新建建筑物外轮廓的面积；(2)计算重新布桩后所有桩的反力中心坐标(x1，y1)；首先将步骤(1)中计算得到的新建建筑物几何形心坐标(x0，y0)在新建建筑物外轮廓图中标注出来，记为点E，并以点E位置为坐标原点进行以下计算；然后将新建建筑物外轮廓图与新旧桩基混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱胜祥，郑晓静，李沛江，余小龙，肖锐，
申请(专利权)人：甘肃省公路交通建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：