特種基礎：樁筏基礎

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1、特種基礎設計課程性質：土木工程專業(yè)任選課學時安排：24學時高層建筑樁-筏與樁-箱基礎設計獨立構筑物基礎的設計（殼體、塔基）地下及半地下結構物的設計（埋管）儲罐基礎設計已有建筑物的地基加固與糾偏主要內容第一章：緒論概述特種結構的常見形式：高聳建筑物（儲罐、塔、桅桿等）、管道、半地下結構（地下停車庫）、填埋場等。特種結構的特點：結構特殊（大多屬于公用設施）、荷載復雜、質量要求高。特種結構基礎的常見形式：板式（梁板式）基礎、殼體基礎、樁基礎、沉井基礎、墩基礎等。各種形式的獨立塔基儲罐的形式儲罐基礎特種結構地基基礎設計應滿足的要求及特征：地基應具有足夠的強度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地

2、基不發(fā)生破壞、基礎不發(fā)生失穩(wěn)（水平力作用）、不發(fā)生振動液化（動力荷載）、遇水時不發(fā)生沉陷等。基礎具有足夠的剛度：基礎應具有調整地基的不均勻沉降，減小基礎變形，減小振動等功能。工程造價比較高，對于基礎方案的選擇有較高的要求。對地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要考慮承受較大的水平荷載或地震荷載（塔、桿等）。對地基的不均勻沉降較敏感，對于高聳建筑物常用傾斜度控制基礎的變形。基礎埋深較大，往往需要進行地基處理或考慮深基坑開挖的問題。第二章：高層建筑樁-筏與樁-箱基礎設計一、概述1、高層建筑的主要特征高高度、大剛度：高層建筑高度較大，對建筑物的穩(wěn)定性及整體剛度要求較高，特別

3、是建筑物的整體傾斜要求嚴格。荷載復雜：同時存在比較大的豎向荷載和水平荷載，通常，建筑物層數每增加一層，基底壓力就增大10~15kPa；高層建筑的水平荷載主要考慮風荷載與地震荷載?；A埋深大：高層建筑常伴有地下室或其他地下構造物，基礎埋深較大，甚至超過20m。(4)環(huán)境效應：基礎工程施工對周圍環(huán)境影響的評估及預防措施（主要是深基坑開挖）。(5)造價高、工期長。2、高層建筑基礎的主要類型高層建筑由于荷載大，整體穩(wěn)定性要求高，常采用穩(wěn)定性較好的整體基礎，如交叉條形基礎、筏板基礎、箱型基礎或其他深基礎（樁基礎、地下連續(xù)墻等）。為適應復雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，可以將筏

4、板或箱基礎與樁結合起來構成樁-筏基礎或樁-箱基礎。3、高層建筑基礎的主要工程問題地基的選擇：盡量選擇壓縮性低、分布均勻的地基，以減小地基沉降量和不均勻沉降，防止基礎的整體傾斜。(2)地基土的強度和變形：為了滿足地基承載力條件及減小地基變形，要求地基土具有足夠的強度和剛度。(3)基坑開挖與支護：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現基坑支護、坑內降水排水、引起地面沉降及變形，對周邊環(huán)境的影響等問題。(4)地基、基礎及上部結構的共同作用：在設計中考慮三者共同作用的問題，仍然是目前的一個重要課題，考慮三者共同工作進行設計，可以使設計更合理，節(jié)省投資，提高設計的水平。二、高層建筑樁-

5、筏基礎的設計1、計算模式(1)樁承擔全部上部荷載：在計算過程中假定筏板不承擔地基反力，建筑物總荷載全部傳遞給樁基礎。筏板僅是一個受拉構件，內力和配筋按受拉構件或上部結構樓板的計算方法計算（僅考慮局部彎曲）。這種計算模式主要適合于筏板下地基土比較松軟的地基。(2)筏板承擔建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為荷載，用地基計算模型或倒樓蓋的方法計算內力計算。樁僅作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。(3)樁-筏共同工作計算模型。2、樁土相互作用及其影響(1)樁土相互作用系數分別用計算及現場實測等方法得到的樁土相互作用系數隨樁間距的變化情況見下圖：樁-土相互作用系數上圖所示結

6、果表明：樁土相互作用系數隨樁間距的增大而減??；實測值與計算值之間存在比較明顯的差異；樁間距超過6倍樁間距后，樁土相互作用效應明顯下降。(2)樁-筏基礎共同作用為了考慮樁-筏基礎的共同作用，引入兩個特征相對剛度系數：筏-土相對剛度系數：樁-土相對剛度系數：根據上述定義的相對剛度系數及計算分析結果，樁-筏相互作用具有以下規(guī)律：筏板的相對剛度KR對B方向沉降的影響樁間距與沉降的關系樁-筏基礎的沉降（樁-筏基礎的沉降包括總沉降及差異沉降）①筏的剛度大小對樁-筏基礎的沉降及沉降差異影響明顯，筏板的剛度增大，基礎沉降減小，基礎沉降趨于均勻化；②基礎沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在6

7、d以內時，樁間距對基礎沉降的影響并不明顯；③樁的長細比對樁-筏基礎的影響比較明顯，當樁徑一定，增大樁的長度就相應地增大了樁-土體系的剛度，因此，樁的長細比增大，樁-筏基礎的沉降相應減小，根據下圖所示結果，當樁的長細比L/d在50~100之間時，與常規(guī)筏基相比（無樁筏基），樁-筏基礎的沉降可以降低至無樁筏基的20%。沉降與樁的長細比L/d的關系④樁-筏基礎中樁的相對剛度直接影響樁-土體系的剛度。樁的相對剛度減小，基礎的沉降增大。⑤筏板的相對剛度、樁的相對剛度、樁間距及樁的長細比等因素都會對樁-筏基礎的沉降差異產生影響