高层建筑桩箱(筏)基础与地基共同作用设计

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1、高层建筑桩箱(筏)基础与地基共同作用设计　　摘要：当前人们越来越重视高层建筑地下空间的开发，桩箱的基础设计也因此受到普遍欢迎。本文结合实际的设计经验，浅谈高层建筑桩箱基础与地基共同作用的设计。关键词：高层建筑；桩箱基础；设计　　在地下大空间的开发日益受到人们重视、尤其是在商业繁华地带大空间更被迫切需要的今天，地下停车场、地下商场、地下歌舞厅等需要地下空间的高层建筑，桩箱的基础设计也因此受到普遍欢迎。桩箱的基础对高层建筑上部结构荷载变化的适应能力强，基础结构简单，施工方便。在上部荷载大、持力层深或软弱地基上发展的桩筏基础，

2、对地基及上部结构具有广阔的适应性。从而成为高层建筑最实用、最重要的基础形式，它的优点正在被越来越多的工程技术人员认识和接受，是未来高层建筑基础的发展方向。本文结合实际的设计经验，浅谈高层建筑桩箱基础与地基共同作用的设计。　　　　一、高层建筑桩箱基础与地基共同作用影响因素的分析　　1、上部结果刚度的影响或筏的相对刚度KR的影响　　我们都知道，上部结果刚度对基础的贡献是有限的，随着建筑物的筑高、层数的增加，竖向荷载也在不断增加，对沉降量、差异沉降和基础内力的影响可通过单位荷载情况的比较来了解上部结构刚度的影响。　　①对高层建

3、筑平均沉降的影响　　层数增加。上部结构刚度尽管增加有限，平均沉降与层数的增加成正比，单位荷载的平均沉降几乎是不变的，表现出线弹性的性状。若不考虑上部结果刚度对基础的影响，仅考虑筏板相对刚度的影响。则筏的相对刚度KR增加，使平均沉降减小。　　②对差异沉降的影响　　上部结构层数增加，荷载线性增加，但上部结构刚度有着有限的增加，差异沉降有些增加，但单位荷载的差异沉降却减小。筏的相对刚度KR增加，筏板的差异沉降也是减小的。　　③对桩筏分担上部荷载的影响　　层数增加，筏基分担荷载比例变化不大，可见上部结构刚度变化对桩筏分担荷载的比

4、例影响甚微。　　④对桩顶反力分布的影响　　随着高层建筑的筑高，荷载增加，上部结构刚度有限增加，角桩反力与内桩反力的比例增加较快，边桩反力的比例增加较慢些，桩反力分布呈现弹性性状，到一定层数后，这种增加速率也有所变缓。筏的相对刚度KR增加，角桩反力与平均桩顶反力的比值增加较大，边桩反力增加平缓。　　⑤对伐内最大弯矩的影响　　随着层数的增加，荷载随着增加，所以，筏板中的弯矩也随着增加，但是单位荷载的最大弯矩却是减小的，这说明上部结构刚度对基础的贡献，也就是上部结构分担了基础的弯矩。随着筏板厚度的增加，筏的相对刚度KR也增加，

5、筏板最大弯矩也增大。但是，当KR>1时，也就是筏板厚度达到某值时，筏板最大弯矩的增加速率开始减缓。　　2、地基弹性模量Es和桩的相对刚度Kp的影响　　高层建筑桩箱基础的桩间土的弹性模量Es的变化对共同作用的影响是人们感兴趣的问题。由桩的相对刚度Kp的定义就可以知道，对于给定场地，地基土的弹性模量Es不变，桩的弹性模量Ep小，桩的相对刚度Kp就小。　　①对高层建筑平均沉降的影响，桩间土的弹性模Es大，则高层建筑的平均沉降小；桩的相对刚度小，也就是桩的弹性模量小，则高层建筑的平均沉降大。　　②对高层建筑差异沉降的影响，由于筏

6、基刚度起了决定性的作用，Es和Kp的影响不明显。　　③对桩筏分担上部荷载的影响，桩间土的弹性模量Es越小，筏基分担荷载的比例就越大；桩的弹性模量Ep越小，也就是桩的相对刚度越小，则筏基分担荷载的比例就越大。　　④对桩顶反力分布的影响，桩间土的弹性模量Es和桩的相对刚度Kp对桩顶反力分布的影响不是主要因素，影响不大。　　⑤对筏板中的最大弯矩的影响，桩间土的弹性模量Es大，则筏板最大弯矩小；桩的弹性模量小，也就是桩的相对刚度Kp小，则筏被最大弯矩小。当然，这个影响与筏板的相对刚度也有很大的关系。　　3、桩长和桩间距的影响　　

7、桩对高层建筑变形、桩顶反力分布、桩筏荷载分担的比例以及筏基内最大弯矩都有影响，这里主要讨论的影响。当然桩的不同布置形式对它们也在影响。　　①桩长的影响，第一是对高层建筑平均沉降的影响，桩越长，建筑物的沉降就越小，但是当长细比L/d达到某值的时候，减小沉降的作用就不明显了，一般这个值是当L/d≥50。第二是对高层建筑差异沉降的影响，桩越长，建筑物的差异沉降就越小，但是桩的长细比对建筑物的差异沉降的影响不是主要的因素，筏板厚度和上部结构刚度是主要因素。第三是对桩筏分担荷载的影响，桩越长，筏基分担荷载的比例就越小，桩长细比例越

8、大，则筏基分担荷载的比例越小。桩的长度变化对桩顶反力分布以及筏基内力大小的影响不明显。　　②桩间距的影响　　第一是对高层建筑平均沉降和差异沉降的影响，s/d在10以内，高层建筑的平均沉降和差异沉降均稍有增加，说明影响不是急剧的。　　第二是对桩筏分担上部荷载的影响，桩间距增大，对桩筏分担上部荷载具明显的影响。S/d增大