【學(xué)員問題】：高層建筑筏基與地基有哪些共同作用的分析？

　　【解答】：

　　1、從對(duì)2008年《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》閱讀理解，有無地下水對(duì)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(duì)常規(guī)設(shè)計(jì)（s/d=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)。由于上部結(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)變量群樁的每根樁長(zhǎng)、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’約束條件對(duì)于筏箱基底板有底板抗拉強(qiáng)度約束底板局部彎強(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(duì)于群樁有樁長(zhǎng)約束群樁沉降量限制，群樁差異沉降量限制，單樁安全系數(shù)限制，群樁荷載限制。

　　3、樁的存在對(duì)減少樁筏基礎(chǔ)的沉降有明顯的效果，并使建筑物的整體橫向傾斜大大改善，使建筑物均勻沉降。樁長(zhǎng)在達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)，即L/d≥70-100時(shí)，再加樁長(zhǎng)對(duì)減小沉降不明顯，在增加樁長(zhǎng)時(shí)應(yīng)考慮各種因素影響。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者也對(duì)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(guó)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(duì)于長(zhǎng)樁約為3%.即樁筏基礎(chǔ)沉降是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定值，它為以減少沉降為目的的減沉樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)理論依據(jù)。研究表明：（1）樁數(shù)減少，樁土體剛度相應(yīng)下降，因此，樁筏基礎(chǔ)的沉降隨樁間距的增大而增大。但樁間距在10倍樁徑以內(nèi)時(shí)，樁筏基礎(chǔ)的沉降只隨樁間距的增大而稍有增大。（2）當(dāng)樁的長(zhǎng)細(xì)比L/d=100，筏的相對(duì)剛度KR=10時(shí)，樁的相對(duì)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)中樁樁頂反力（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，目前一般樁筏基礎(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，樁間土仍承擔(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)生，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(cè)經(jīng)驗(yàn)來看筏板鋼筋實(shí)測(cè)應(yīng)力比鋼筋實(shí)際應(yīng)力小得多，我國(guó)實(shí)測(cè)筏板鋼筋應(yīng)力一般為20-30N/m㎡之間，只有鋼筋設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1/10，考慮上部結(jié)構(gòu)剛度與基礎(chǔ)參與共同形成拱的作用，減小了底板的撓曲和內(nèi)力。由于筏板砼澆筑后，砼收縮產(chǎn)生一定預(yù)壓應(yīng)力，使得筏板鋼筋上下都都處于受壓狀態(tài)，隨著上部結(jié)構(gòu)的施工，結(jié)構(gòu)整體剛度不斷增大，鋼筋的預(yù)壓應(yīng)力逐漸減小變?yōu)槔�力，使得筏板鋼筋全部受拉，筏板整體彎曲逐漸變大中和軸開始上移。當(dāng)結(jié)構(gòu)施工至4-5層時(shí)基礎(chǔ)內(nèi)力達(dá)到最大值，再隨著主體結(jié)構(gòu)上升拱的形成，基礎(chǔ)內(nèi)力開始變小彎曲中和軸開始移至上部結(jié)構(gòu)。從相關(guān)以前的實(shí)測(cè)表明高層筏板基礎(chǔ)的彎曲內(nèi)力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力，特別是當(dāng)上部為剪力墻結(jié)構(gòu)的筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)只需考慮局部彎曲而進(jìn)行計(jì)算配筋，足以承受整體彎曲引起的應(yīng)力，只是要驗(yàn)算剪切應(yīng)力。建議在筏板設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮這點(diǎn)。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。