樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

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1、樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與成本控制摘要：隨著高層建筑的發(fā)展，建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法越來越多，日前由于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是i種粗放的設(shè)計(jì)，対樁筏基礎(chǔ)的理論及方法不十分完善。規(guī)范要求樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)均要滿足樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)的要求，現(xiàn)就在設(shè)計(jì)過程中如何做好樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與成本控制與大家進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成木控制在目前的設(shè)計(jì)過程小，很多設(shè)計(jì)人員由于對樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)缺少經(jīng)驗(yàn)，或?qū)痘A(chǔ)規(guī)范運(yùn)用不靈活，不能根據(jù)地質(zhì)條件對樁筏基礎(chǔ)共同工作進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，而僅釆用樁基受力形式忽略土的共同作用，造成不必要的項(xiàng)目成本增加（主要是基礎(chǔ)成本）。一、當(dāng)今現(xiàn)狀

2、設(shè)計(jì)的方法1、設(shè)計(jì)人員對樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概念理解不清，不能靈活應(yīng)用規(guī)范，如對有地下水或地下水高的樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)均采用不考慮地基土對筏板的作用，全部采用樁承擔(dān)上部荷載。2、在常規(guī)設(shè)計(jì)方法吋把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)作為兩個(gè)獨(dú)立單元分別考慮，在上部荷載作用下求得上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力和棊礎(chǔ)反力，然后把反力作用在彈性地皋的基礎(chǔ)上計(jì)算基礎(chǔ)的內(nèi)力，這種設(shè)計(jì)方法沒有考慮上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的共同作用。沒有考慮上部結(jié)構(gòu)剛度對基礎(chǔ)的作川，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過于偏于保守。3、冇的由于計(jì)算不當(dāng)而使用了厚筏。高層建筑設(shè)計(jì)中，采用樁筏革礎(chǔ)時(shí),對于筏板厚度的采用往往爭議

3、較人。有采用很厚的，冇采用較薄的;有的規(guī)程英至提出，應(yīng)當(dāng)使每層建筑不小于多少厚度的。対于筏板厚度的確定，傳統(tǒng)上是憑經(jīng)驗(yàn)假定，然后再進(jìn)行沖剪驗(yàn)算。這實(shí)際上說明目前在筏板厚度確定的問題上，并沒有什么方法。由此難免造成當(dāng)前在高層建筑中的筏厚不少超過1.5m的，個(gè)別的厚度竟達(dá)4m的不合理現(xiàn)象。所以筏板減薄問題實(shí)際上是一個(gè)如何確定筏板厚度的問題，而不只是一個(gè)單純的減薄問題。在樁筏筏厚的確定上，郭宏磊等采用了一新的方法，即先在止常使用極限狀態(tài)下，考慮筏板的抗裂性少差異沉降來定出一筏厚值，然后再在承載能力極限狀態(tài)下，考慮沖切能

4、力加以驗(yàn)算，如果發(fā)現(xiàn)板厚過小，此時(shí)再加厚也為時(shí)不晩，111于先走一步的原因，到了后面也有承載能力極限狀態(tài)的保證。此外，這樣做還有一個(gè)好處，即筏厚一定，筏板尺寸就一定，那么，有關(guān)樁筏筏板的設(shè)計(jì)后半部就只剩下筏板的配筋問題了二、高層建筑筏基與地基共同作用的分析1、從對2008年《建筑樁棊技術(shù)規(guī)范》閱讀理解，有無地下水對樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否考慮樁土共同作用影響不大。2、高層建筑樁筏基礎(chǔ)的工作性質(zhì)，對常'規(guī)設(shè)計(jì)（s/d二3~4情況）是基本上接近于在彈性地基上剛性基礎(chǔ)的工作性質(zhì)。山于上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)是一個(gè)整體，合理的樁筏箱基

5、礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)在分析上部結(jié)構(gòu)、樁筏箱基礎(chǔ)、土體共同作用的基礎(chǔ)上，優(yōu)化樁筏設(shè)計(jì)。根據(jù)優(yōu)化理論，樁筏箱基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型為一'設(shè)計(jì)變最群樁的每根樁長、底板厚度、底板內(nèi)各種配筋量,目標(biāo)函數(shù)、樁筏箱基礎(chǔ)的造價(jià)最小’約朿條件対于筏箱基底板有底板抗拉強(qiáng)度約朿底板局部彎強(qiáng)度約束最小尺寸約束，最小配筋率限制，一底板構(gòu)造配筋限制底板抗剪強(qiáng)度約束底板抗沖切強(qiáng)度約束。對于樣樁有樁長約束群樁沉降量限制，群樁差界沉降量限制，單樁安全系數(shù)限制，群樁荷載限制。3、樁的存在對減少樁筏基礎(chǔ)的沉降侑明顯的效果，并使建筑物的整體橫向傾斜人大改善，使建筑

6、物均勻沉降。樁長在達(dá)到一定長度時(shí)，即L/d^70-100時(shí)，再加樁長對減小沉降不明顯,在增加樁長時(shí)應(yīng)考慮各種因素影響。國內(nèi)不少學(xué)者也對高層建設(shè)樁筏基礎(chǔ)中的樁數(shù)與沉降的關(guān)系作過探討。董建國等給出了某工程短樁樁基沉降S與樁數(shù)n的關(guān)系式：S=356.46-0.00542n,從式中可看出,樁數(shù)增減10%,則沉降減增在1%以內(nèi),對于長樁約為3%。即樁筏基礎(chǔ)沉降是一個(gè)相對穩(wěn)定值，它為以減少沉降為冃的的減沉樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)理論依據(jù)。研究表明：⑴樁數(shù)減少，樁一土體剛度相應(yīng)下降，因此，樁筏棊礎(chǔ)的沉降隨樁間距的增大而增大。但樁間

7、距在10倍樁徑以內(nèi)時(shí)，樁筏基礎(chǔ)的沉降只隨樁間距的增人而稍有増人。（2）當(dāng)樁的長細(xì)比L/d=100,筏的相對剛度KR=10時(shí),樁的相對剛度KP=103時(shí)，當(dāng)樁數(shù)減少到間距為4倍樁徑時(shí)，角樁的樁頂反力(PC)是內(nèi)屮樁樁頂反力(Pi)的3倍左右;當(dāng)樁數(shù)減少到間距為6.67倍樁徑時(shí)，PC約為Pi的1.5倍；當(dāng)間距增大到10倍樁徑時(shí)，PC與Pi基本相同。由上可知，H前一般樁筏基礎(chǔ)中減少樁數(shù)大有潛力可挖。4、高層建筑樁筏基礎(chǔ)在常規(guī)設(shè)計(jì)條件下，樁間十?仍承擔(dān)上部荷載，樁間土地基反力略呈馬鞍形，在建筑物完工時(shí)可分但小于上部總荷載

8、的26%,為充分發(fā)揮筏板底樁間土的承載力，適當(dāng)增加樁的間距是合適的。5、鉆孔灌注樁在施工過程中沒有超孔隙水壓力產(chǎn)牛，在上部荷載作用下，樁和樁間土承擔(dān)上部荷載，且在建筑物使用過程中，樁和樁間土承但上部荷載比例保持不變。6、從以往工程實(shí)測經(jīng)驗(yàn)來看筏板鋼筋實(shí)測應(yīng)力比鋼筋實(shí)際應(yīng)力小得多，我國實(shí)測筏板鋼筋應(yīng)力一般為20-30N/mm2Z間，只冇鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1/10,考慮上部結(jié)構(gòu)剛