【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2008年《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》閱讀理解，有無地下水對樁筏基礎(chǔ)設(shè)計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)，對常規(guī)設(shè)計（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)是一個整體，合理的樁筏箱基礎(chǔ)設(shè)計應(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。根據(jù)優(yōu)化理論，樁筏箱基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型為一‘設(shè)計變量群樁的每根樁長、底板厚度、底板內(nèi)各種配筋量，目標函數(shù)、樁筏箱基礎(chǔ)的造價最小’約束條件對于筏箱基底板有底板抗拉強度約束底板局部彎強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度約束底板抗沖切強度約束。對于群樁有樁長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。樁長在達到一定長度時，即L/d≥70-100時，再加樁長對減小沉降不明顯，在增加樁長時應(yīng)考慮各種因素影響。國內(nèi)不少學(xué)者也對高層建設(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)，對于長樁約為3%.即樁筏基礎(chǔ)沉降是一個相對穩(wěn)定值，它為以減少沉降為目的的減沉樁基礎(chǔ)設(shè)計提供了一個理論依據(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，樁筏基礎(chǔ)的沉降只隨樁間距的增大而稍有增大。（2）當(dāng)樁的長細比L/d=100，筏的相對剛度KR=10時，樁的相對剛度KP=103時，當(dāng)樁數(shù)減少到間距為4倍樁徑時，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，PC約為Pi的1.5倍；當(dāng)間距增大到10倍樁徑時，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、從以往工程實測經(jīng)驗來看筏板鋼筋實測應(yīng)力比鋼筋實際應(yīng)力小得多，我國實測筏板鋼筋應(yīng)力一般為20-30N/m㎡之間，只有鋼筋設(shè)計強度的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層時基礎(chǔ)內(nèi)力達到最大值，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)以前的實測表明高層筏板基礎(chǔ)的彎曲內(nèi)力都遠遠小于設(shè)計計算內(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)計時只需考慮局部彎曲而進行計算配筋，足以承受整體彎曲引起的應(yīng)力，只是要驗算剪切應(yīng)力。建議在筏板設(shè)計時充分考慮這點。

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