【摘要】本文論述了樁筏設(shè)計(jì)考慮樁土共同作用的必要性，明確了設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，討論了樁筏基礎(chǔ)提出局部樁承載力不足的看法，下面就此進(jìn)行詳細(xì)的分析。

【關(guān)鍵詞】樁筏；復(fù)合樁基；設(shè)計(jì)

1 引言

樁筏基礎(chǔ)在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中已經(jīng)非常普遍，對(duì)于大多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員來說已經(jīng)設(shè)計(jì)過很多項(xiàng)目了。但在目前的中小設(shè)計(jì)單位所設(shè)計(jì)的高層建筑的基礎(chǔ)，一般僅考慮上部荷載全部由樁來承擔(dān)，絕大多數(shù)仍然采用不考慮樁間土的作用的常規(guī)計(jì)算方法，實(shí)際上這種計(jì)算方法是過于保守的。從嚴(yán)格意義上來講，對(duì)于設(shè)計(jì)中不考慮基底樁間土分擔(dān)上部荷載的“樁筏”基礎(chǔ)不能稱之為樁筏基礎(chǔ)，而事實(shí)上基底樁間土分擔(dān)上部荷載的作用也是客觀存在的，因此應(yīng)該認(rèn)真考慮土體的承載能力，這樣在相同條件下可以減少樁的數(shù)量，降低基礎(chǔ)的造價(jià)。樁筏基礎(chǔ)中影響筏板的分擔(dān)荷載作用的因素很多如樁的類型、布置、樁間土的性狀、有無地下水等，都對(duì)樁及樁間土的受力有影響。以前設(shè)計(jì)過得項(xiàng)目中遇到過審圖單位提出樁筏基礎(chǔ)中，局部承載力不滿足的情況，即某片墻（或柱）下的幾根樁承載力小于該處墻身（或柱）豎向力的情況，針對(duì)這種情況應(yīng)該怎么理解呢，這值得我們來探討一下。

2 設(shè)計(jì)思路

一般說來，復(fù)合樁基有兩種思路：一種是反映在《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中以承載力控制為主的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，可稱為承載力控制復(fù)合樁基；一種是以沉降控制為主的設(shè)計(jì)方法，可稱為沉降控制復(fù)合樁基或減少沉降樁基（上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范）。對(duì)于常規(guī)樁，在各工況下承載力滿足時(shí)，最終計(jì)算沉降量驗(yàn)算通過即可。而復(fù)合樁-筏基礎(chǔ)是按控制地基沉降的原則設(shè)計(jì)的樁基礎(chǔ)，即在設(shè)計(jì)時(shí)由基礎(chǔ)的允許沉降控制值來確定樁數(shù)和樁長(zhǎng)的低承臺(tái)摩擦樁（或端承作用較小的端承摩擦樁）。我們來看下面的實(shí)例：

3 實(shí)例分析

某商住樓為地下一層地上三十一層剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑，底部三層商業(yè)，基礎(chǔ)采用旋挖鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)18.5m，樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為700KPa。主樓下按樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，商業(yè)及地下室采用樁承臺(tái)。主樓筏板厚1500mm，筏板面標(biāo)高為-5.600m，筏板底面處第③層土承載力特征值為fak=140KPa。地質(zhì)條件如下：第①層土，粉質(zhì)粘土 ， fak=140kpa ， Es=9.8 MPa ，層厚。第②層土，粉質(zhì)粘土 ， fak=140kpa ， Es=9.8 MPa ，層厚。第③層土，粉質(zhì)粘土， fak=140kpa ， Es=9.8 MPa ，層厚。第④層土，粉質(zhì)粘土， fak=140kpa ， Es=9.8 MPa ，層厚。第⑤層土，粉質(zhì)粘土， fak=140kpa ， Es=12 MPa，層厚。第⑥層土，卵石， fak=140kpa ， Es=55 MPa ，未揭穿。筏板布置見下圖一。

本工程設(shè)計(jì)前甲方通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)提供了直徑Φ600的樁和Φ400兩種基樁的承載力特征值，Φ600樁為1638KN，Φ400樁為920KN。初步試算后通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)采用400的樁要比采用600的樁經(jīng)濟(jì)，最后確定采用Φ400樁進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了降低造價(jià)，本次設(shè)計(jì)考慮的筏板底樁間土的作用，最終設(shè)計(jì)反力見下圖二（局部圖）：

設(shè)計(jì)時(shí)首先考慮充分發(fā)揮筏板底樁間土作用，樁間土反力不超修正后特征值180KPa，相應(yīng)單樁承載力反力約800KN，雖然滿足承載力要求，但是通過沉降計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，筏板沉降量約200mm，基本超出《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的要求。由此又重新調(diào)整樁計(jì)算參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果樁間土反力為100KPa，相應(yīng)單樁反力為900KN，經(jīng)沉降計(jì)算筏板沉降量80mm，滿足規(guī)范要求。其次設(shè)計(jì)者又按完全不考慮樁間土作用進(jìn)行計(jì)算，雖然沉降只有20～30mm，但單樁反力超過1.2倍單樁承載力特征值，需要增加137根樁才能滿足承載力要求，而增加樁后的沉降為25mm，較前沒有顯著變化。由此可以看出樁間土分擔(dān)的比例越大，沉降量計(jì)算值越大。當(dāng)考慮樁間土作用時(shí)，不僅要控制樁間土反力和單樁反力還要注意控制筏板的總體沉降量。

就上面實(shí)例來看，當(dāng)不考慮樁間土作用時(shí)用樁數(shù)需799根，當(dāng)考慮樁間土作用且滿足承載力和變形要求時(shí)的用樁數(shù)為662根，相當(dāng)于樁間土分擔(dān)上部荷載17%。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，對(duì)于樁-筏基礎(chǔ)，地基土的反力和地下水的浮托力等所承擔(dān)的上部荷載約占整個(gè)建筑荷載的15～35%，而樁所承擔(dān)的上部荷載僅占總體的65～85%不等。對(duì)于本工程而言，筏板底土的承載力較低，壓縮模量較小，所以這個(gè)比例是合適的，如果筏板底土承載力較高壓縮模量較大時(shí)，這個(gè)比例會(huì)提高。需要特別說明一點(diǎn)的是，對(duì)于基底樁間土為飽和黏土的樁-筏基礎(chǔ)，由于樁間土已飽和，地基復(fù)合變形時(shí)會(huì)產(chǎn)生排水固結(jié)引起建筑物較大的沉降，因此這種情況下不應(yīng)考慮基底樁間土分擔(dān)上部荷載，而應(yīng)全部考慮由樁基來承擔(dān)。具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)工程情況采取合理的布樁方式、靈活調(diào)整計(jì)算參數(shù)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。

滿堂布樁的樁筏基礎(chǔ)中，對(duì)于“局部承載力不滿足”的說法，筆者認(rèn)為是比較狹隘的看法。這里就要提到基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的總體剛度影響。隨著上部結(jié)構(gòu)的施工，結(jié)構(gòu)整體剛度不斷增大，筏板整體彎曲逐漸變大中和軸開始逐漸上移，逐漸在主體結(jié)構(gòu)內(nèi)形成拱的作用，并且內(nèi)力拱會(huì)逐步上升，基礎(chǔ)內(nèi)力開始變小彎曲中和軸移至上部結(jié)構(gòu)，筏板受力趨于整體均勻分布或均勻傳遞給基樁。對(duì)于墻下布樁的樁筏來講，當(dāng)整體計(jì)算通過時(shí)，即使局部樁承載力欠一點(diǎn)，考慮到整體剛度的調(diào)節(jié)也可以滿足承載力要求，所以對(duì)于局部樁承載力不滿足要求的說法是不正確的。

4 結(jié)束語

樁筏設(shè)計(jì)時(shí)一般情況下應(yīng)考慮樁間土作用，樁間土的分配比例根據(jù)具體情況來定，一般在15～35%，這樣可以降低可觀的工程造價(jià)。樁筏設(shè)計(jì)時(shí)不僅要控制樁間土反力和單樁反力還要注意控制筏板的總體沉降量，在特定的條件下，承載力和沉降往往是只有一個(gè)起主控作用。樁筏設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制樁反力較均勻分布和地基變形滿足規(guī)范要求，對(duì)于局部墻（或柱）下的基樁，不必非要加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

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2.《高層建筑樁筏和樁箱基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)》陽吉寶.工程勘察，1996（1）

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