考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作的优化设计

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1、第23卷第3期岩石力学与工程学报23(3)：514～5172004年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2004考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作的优化设计邹金林吴乐意(奥雅纳工程顾问香港有限公司上海代表处上海200021)摘要通过桩径或桩长的改变对桩竖向支承刚度的影响，建立了考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作分析模型。工程实践表明，这种优化设计思想可以使群桩中的每根基桩承载力得以充分发挥，达到了桩-承台共同工作的优化设计目的。关键词土力学，灌注桩，共同作用，支承刚度，优化设计分类号O319.56文献

2、标识码A文章编号1000-6915(2004)03-0514-04OPTIMUMDESIGNOFINTERACTIONBETWEENPILEANDPLATFORMCONSIDERINGVERTICALSTIFFNESSOFPILEZouJinlin，WuLeyi(OveArup&PartnersHongKongLTD.，Shanghai200021China)AbstractBasedontheinfluenceofdifferenceofthediameterorlengthofboredpileontheverticalstiffnessofpile，ananal

3、yticaloptimumdesignmodelofinteractionbetweenpilegroupandbearingplatformisproposedwiththeverticalstiffnessofpileintoaccount.Thebearingcapacityofeachpilecouldbefullyutilizedandtheinteractingcharacteristicsofpileandplatformisverifiedbymeansofengineeringpractice.Keywordssoilmechanics，boredp

4、ile，interaction，bearingstiffness，optimumdesign承台基础的整体性刚度，同时也为了方便施工，往1前言往采用筏板承台。这时桩顶承担的荷载值若用现有的桩基规范提供的计算表达式，由于其没有考虑桩大直径灌注桩，它以承载力大，受力明确，在的刚度而难以进行。最理想的分析方法是必须考虑高层和超高层建筑中得到广泛的应用。不少地区基桩的支承刚度以及桩与承台板的共同作用。在共同岩埋藏较浅，往往用中风化或微风化基岩作为桩端作用分析过程中通过改变桩的直径或适当调整桩的持力层，通过调整桩的直径获得上部结构所需承载位置，使每根桩的承载能力得到充分利用，从

5、而实力，用单柱单桩或墙下几根桩直接将竖向荷载传至现桩基的优化设计。[1～4]深层地基。但是随着建筑物体型结构的复杂化，落地剪力墙的墙肢不再像以前那么简单，复杂的墙2灌注桩的竖向承载力和支承刚度肢承担着转换梁传来的荷载，使传至承台板上的荷载也复杂了。同时有许多地区岩层顶面的起伏较大，要实现承台筏板与灌注桩共同作用之目的，首使得同一结构单元下桩长有较大的差异。为了增强先必须分析确定桩的竖向承载力和支承刚度。通过2002年2月15日收到初稿，2002年6月5日收到修改稿。作者邹金林简介：男，38岁，硕士，1994年毕业于武汉大学岩土工程专业，现任高级工程师，主要从事岩土工程

6、研究及设计工作。E-mail：JL.Zou@arup.com。第23卷第3期邹金林等.考虑桩竖向支承刚度的桩-承台共同工作的优化设计•515•大量工程实践和测试，对灌注桩竖向荷载下的工作值；n为桩的根数；Kpi为每根桩的竖向支承刚度。性状应有全面的了解。桩在极限荷载下既可以是桩如果包括承台在内上部结构的所有荷载等效至承台周地基土(岩石)的破坏，也可以是桩身材料的破坏。底面群桩竖向支承刚度中心处的力记为F，Mxx，Myy。按《建筑桩基技术规范》JGJ94-94确定出单桩竖向根据刚性承台桩顶与承台铰接的情况按结构力学的承载力设计值为方法可得到每根桩桩顶反力为FKMI+MI

7、piyyyyxxxyR=min(Rs，Rc)(1)Pi=n+2Kpi(Xi−Xpc)−II−I∑Kxxyyxypi式中：Rs为考虑桩周土(或岩石)层侧阻力和桩端持i=1MI+MI力土(或岩石)层端阻力时的承载力；Rc为将桩视为xxxxyyxyK(Y−Y)(5)2piipcII−I柱，按混凝土轴心抗压强度确定的承载力。xxyyxy对于人工挖孔而成的桩，或是清底好的大直径式中：钻孔灌注桩，一般桩端持力层强度高，且桩长不太n2Ixx=∑Kpi(Xi−Xpc)(6)长。桩身压缩量和桩端沉降均较小，桩身混凝土与i=1桩侧土之间在使用荷载下不出现滑移现象，荷载沉