高层剪力墙结构桩基础设计要点

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1、高层剪力墙结构桩基设计要点[摘要]依据新实施的《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）设计理论和方法，针对高层剪力墙结构的特点，分析了常用桩基础的设计要点和注意事项。[关键词]高层剪力墙结构；桩基；承台效应；差异沉降；桩基概念设计0．前言大开间落地剪力墙结构对建筑高度要求低，建筑内不露梁柱，承重墙与分隔墙结合，有效增加建筑空间，隔声效果好；结构自身整体性强，侧向刚度大，抗侧力性能好，用钢量少，施工周期短，造价相应较低，已在近年来日益增多的高层居住建筑（住宅、公寓、饭店、旅馆等）中。由于高层建筑结构上部荷载大，对地基、基础承载力、变形限值、整体稳定等要

2、求高，桩基础已成为高层剪力墙结最常用的基础形式。桩基础是结构重要组成部分，造价一般要占到总造价的25%左右，且一旦出现问题，弥补难度大。所以设计人员要把握好桩基础的设计每一个环节，真正做出技术先进、安全适用、经济合理、确保质量的设计。1.上部结构布置对桩基设计的影响1.1结构上部竖向荷载高层居住建筑剪力墙结构，当荷载均匀或变化不大时，一般竖向荷载标准值可按下表估算。高层建筑竖向荷载标准值估算表表1建筑部位建筑层数一般地上楼层地下室基础筏板18层以下13~14kN/m220kN/m2根据具体筏板梁高、板厚确定19~30层14~16kN/m2因为确定桩数和布

3、桩采用的是传至承台底面的荷载效应标准值，所以根据上部竖向荷载和岩土工程勘察报告提供的地质参数可初步确定桩所需达到的承载力和布桩方案。1.2剪力墙布置上部剪力墙布置时，为了保证建筑布置的灵活性，尽可能地保证使用建筑面积，剪力墙一般布置在外墙处（特别是两端），内墙则在满足户内梁布置的情况下尽量减少，这样的剪力墙布置在提供结构侧向刚度的同时提供了最佳的抗扭刚度，减小扭转位移，在满足层间位移指标（层间位移角）、扭转指标（周期比、位移比）的前提下尽量大开间布置剪力墙（一般7~8米，相当于建筑的2~3个开间），减小结构刚度、结构自重，地震作用下的地震效应也相应减小，

4、从而减小作用于承台底面的竖向力和弯矩，从根源上降低基础造价。避免布置短肢墙，相对长肢墙提供的抗侧刚度较小，且地震作用下容易先破坏，设计中计算和构造配筋量都大，也无法实现桩基础墙下布桩，需要增设承受桩反力的承台梁，增加上部和基础造价。长肢墙按照墙厚的确定一般大于1600，对于500直径的预应力管桩墙下布桩是很容易满足墙下布桩的要求的，对于600直径的混凝土灌注桩在墙长达到1800是也是很容易满足墙下布桩的要求的。疏散楼梯间及电梯厅处荷载分布集度较大，所以这些地方也是布置剪力墙的重要部位，承受竖向荷载，将上部荷载直接传给桩基。其他剪力墙平面布置尽可能均匀对称

5、，尽量使结构的刚度中心和质量中心重合，以减少地震作用下扭转产生的弯矩。1.3基础荷载分布剪力墙的布置基本决定了基础的荷载分布和荷载集度。由于剪力墙平面内刚度大，剪力墙结构竖向荷载呈线性荷载，分布较均匀。根据1.2所述的剪力墙布置原则，电梯井及楼梯间竖向荷载集度较大，约为一般剪力墙的两倍，在地震力及风荷载等动力作用下建筑两端剪力墙（特别是长宽比大的建筑）弯矩较大。这就是我们初步按承载力布桩的依据。2.桩基设计内容及要点2.1桩型的选择本文主要针对最常用的两种摩擦型桩——混凝土（预应力）管桩和钻孔灌注桩，进行分析。这里混凝土管桩为部分挤土成桩，钻孔灌注桩为非

6、挤土成桩，适用性见下表。设计人员应根据具体工程情况选用合适的桩型。桩型选择参考表表2桩类桩径(mm)桩长(m)穿越土层桩端进入持力层地下水位对环境影响孔底有无挤密一般黏性土及其填涂淤泥和淤泥质土粉土砂土碎石土季节性冻土膨胀土黄土中间有硬夹层中间有砂夹层中间有砾石夹层非自重湿陷性黄土自重湿陷性黄土硬黏性土密实砂土碎石土软质岩石和风化岩石以上以下振动和噪声排浆灌注桩500~800≤50○○○△×△△××△×○○△×○○有有无管桩≤600≤50○○○△×△○△△△△○○○△○○有无有注：1.灌注桩为潜水钻成孔灌注桩，管桩为混凝土（预应力）管桩2.○表示比较合适

7、；△表示有可能采用；×表示不宜采用2.2单桩竖向承载力2.2.1不考虑承台效应单桩竖向承载力设计人员一般根据岩土工程勘察报告提供的土的物理指标与承载参数之间的经验关系确定单桩竖向承载力，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001）规范计算，此处不再赘述2.2.2考虑承台效应单桩竖向承载力根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.2.4条宜考虑承台效应确定复合桩基竖向承载力特征值的条件，剪力墙结构上部刚度较好，对于体型不复杂的高层建筑物有利于抵抗桩基的差异沉降，可以考虑承台效应确定复合桩基竖

8、向承载力特征值。对于桩布置与剪力墙下的筏形承台竖向承载力特征计算如下。不考虑地震