【學(xué)員問(wèn)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)規范》閱讀理解，有無(wú)地下水對樁筏基礎設計是否考慮樁土共同作用影響不大。

　　2、高層建筑樁筏基礎的工作性質(zhì)，對常規設計（s/d=3~4情況）是基本上接近于在彈性地基上剛性基礎的工作性質(zhì)。由于上部結構和地基基礎是一個(gè)整體，合理的樁筏箱基礎設計應在分析上部結構、樁筏箱基礎、土體共同作用的基礎上，優(yōu)化樁筏設計。根據優(yōu)化理論，樁筏箱基礎優(yōu)化設計的數學(xué)模型為一‘設計變量群樁的每根樁長(cháng)、底板厚度、底板內各種配筋量，目標函數、樁筏箱基礎的造價(jià)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(cháng)約束群樁沉降量限制，群樁差異沉降量限制，單樁安全系數限制，群樁荷載限制。

　　3、樁的存在對減少樁筏基礎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(cháng)在達到一定長(cháng)度時(shí)，即L/d≥70-100時(shí)，再加樁長(cháng)對減小沉降不明顯，在增加樁長(cháng)時(shí)應考慮各種因素影響。國內不少學(xué)者也對高層建設樁筏基礎中的樁數與沉降的關(guān)系作過(guò)探討。董建國等給出了某工程短樁樁基沉降S與樁數n的關(guān)系式：S=356.46-0.00542n，從式中可看出，樁數增減10%，則沉降減增在1%以?xún)�，對于長(cháng)樁約為3%.即樁筏基礎沉降是一個(gè)相對穩定值，它為以減少沉降為目的的減沉樁基礎設計提供了一個(gè)理論依據。研究表明：（1）樁數減少，樁土體剛度相應下降，因此，樁筏基礎的沉降隨樁間距的增大而增大。但樁間距在10倍樁徑以?xún)葧r(shí)，樁筏基礎的沉降只隨樁間距的增大而稍有增大。（2）當樁的長(cháng)細比L/d=100，筏的相對剛度KR=10時(shí)，樁的相對剛度KP=103時(shí)，當樁數減少到間距為4倍樁徑時(shí)，角樁的樁頂反力（PC）是內中樁樁頂反力（Pi）的3倍左右；當樁數減少到間距為6.67倍樁徑時(shí)，PC約為Pi的1.5倍；當間距增大到10倍樁徑時(shí)，PC與Pi基本相同。由上可知，目前一般樁筏基礎中減少樁數大有潛力可挖。

　　4、高層建筑樁筏基礎在常規設計條件下，樁間土仍承擔上部荷載，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，適當增加樁的間距是合適的。

　　5、鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中沒(méi)有超孔隙水壓力產(chǎn)生，在上部荷載作用下，樁和樁間土承擔上部荷載，且在建筑物使用過(guò)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)測經(jīng)驗來(lái)看筏板鋼筋實(shí)測應力比鋼筋實(shí)際應力小得多，我國實(shí)測筏板鋼筋應力一般為20-30N/m㎡之間，只有鋼筋設計強度的1/10，考慮上部結構剛度與基礎參與共同形成拱的作用，減小了底板的撓曲和內力。由于筏板砼澆筑后，砼收縮產(chǎn)生一定預壓應力，使得筏板鋼筋上下都都處于受壓狀態(tài)，隨著(zhù)上部結構的施工，結構整體剛度不斷增大，鋼筋的預壓應力逐漸減小變?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(kāi)始上移。當結構施工至4-5層時(shí)基礎內力達到最大值，再隨著(zhù)主體結構上升拱的形成，基礎內力開(kāi)始變小彎曲中和軸開(kāi)始移至上部結構。從相關(guān)以前的實(shí)測表明高層筏板基礎的彎曲內力都遠遠小于設計計算內力，特別是當上部為剪力墻結構的筏板基礎設計時(shí)只需考慮局部彎曲而進(jìn)行計算配筋，足以承受整體彎曲引起的應力，只是要驗算剪切應力。建議在筏板設計時(shí)充分考慮這點(diǎn)。

　　以上內容均根據學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請及時(shí)溝通、指正。