變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)在某超高層建筑樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

西安飛機(jī)公司運(yùn)營及研發(fā)設(shè)計(jì)中心為黃土地基上的大底盤超高層建筑,塔樓、裙房和地下室連為一體不設(shè)縫。針對工程土質(zhì)地基、摩擦樁型、超高層帶裙房等特點(diǎn),樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時采用以控制沉降變形為目的、以共同工作分析為手段的變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)方法,使反力與荷載分布相協(xié)調(diào),有效地減小基礎(chǔ)沉降差、降低筏板內(nèi)力及上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力、減小筏板厚度及配筋;采用合理的基床剛度系數(shù),使變形計(jì)算結(jié)果接近工程實(shí)際;鉆孔灌注樁采用后注漿工藝,有利于提高單樁承載力及控制沉降。

針對高層建筑樁筏基礎(chǔ)的差異沉降控制問題,最新修訂的《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》jgj94-2008提出了變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)新理念。在考慮上部結(jié)構(gòu)、樁筏基礎(chǔ)和地基共同作用的基礎(chǔ)上,利用有限元軟件ansys對豎向荷載作用下樁筏基礎(chǔ)的沉降進(jìn)行了計(jì)算分析,討論了變樁長、樁徑、非均勻樁距等布樁方式對基礎(chǔ)差異沉降和內(nèi)力的影響,對實(shí)際工程設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。

高層建筑筒體下樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法——針對不同的受力特點(diǎn)，對工程中常用的樁筏基礎(chǔ)進(jìn)行分類，并討論了目前常用的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)探討了樁筏基礎(chǔ)空問桁架理論模型，為進(jìn)一步研究明確了思路。

針對不同的受力特點(diǎn),對工程中常用的樁筏基礎(chǔ)進(jìn)行分類,并討論了目前常用的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)探討了樁筏基礎(chǔ)空間桁架理論模型,為進(jìn)一步研究明確了思路。

根據(jù)上海高88層、筏板厚度為4m的金茂大廈和高101層、筏板厚度為4.5m的上海環(huán)球金融中心樁筏基礎(chǔ)的實(shí)測沉降資料,論證超高層建筑的樁筏基礎(chǔ)為彈性體。對以上兩幢超高層建筑和正在建造中的高121層、筏板厚度為6m的上海中心大廈的樁筏基礎(chǔ),采用偏心受壓公式和高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用理論方法(混合法)進(jìn)行詳細(xì)對比計(jì)算,論證按彈性體計(jì)算樁頂反力的合理性,闡明《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(jgj94–2008)的3.1.8條的正確性和合理性。期望能夠改變過去按偏心受壓公式計(jì)算樁頂反力的傳統(tǒng)觀念,提高設(shè)計(jì)水平。

樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論——本文主要介紹了樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)理論，介紹了樁基的作用，樁承載力的計(jì)算，沉降計(jì)算的理論等。

1 第一章樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論 第一節(jié)樁基的作用 高層建筑的主要特征是層數(shù)多、高度高、重量大，這樣不僅造成豎向荷載大 而集中，而且風(fēng)荷載和地震荷載引起的傾覆力矩也成倍增長，因此要求基礎(chǔ)和地 基提供更高的豎直與水平承載力，同時使沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)，并保 證建筑物在風(fēng)荷載與地震荷載下具有足夠的穩(wěn)定性。樁是深入土層的柱型構(gòu)件， 樁與連接樁頂?shù)某信_組成深基礎(chǔ)，將上部結(jié)構(gòu)的荷載，通過較弱的地層傳到深部 較堅(jiān)硬的，壓縮性小的土層或巖層，它是通過作用于樁端的地層阻力和樁側(cè)土層 的摩阻力來支承軸向荷載，依靠樁側(cè)土層的側(cè)向阻力支承水平荷載，因此，對于 土質(zhì)軟弱層較厚的地基，樁基是一種成熟，安全可靠的基礎(chǔ)形式。 第二節(jié)樁承載力計(jì)算 樁頂豎向荷載由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力承受，以剪力形式傳遞給樁周土體的 荷載最終也將擴(kuò)散分布于樁端持力層。持力層受樁端荷載和樁側(cè)荷載而壓縮（含 部分剪

淺談某高層建筑樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及沉降計(jì)算 彭奇華 （衡陽天翔工程咨詢有限公司，湖南衡陽421000） 摘要：結(jié)合實(shí)際工程，介紹了軟土地基中為控制沉降而設(shè)置樁基的深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及采用電算 軟件進(jìn)行沉降計(jì)算的設(shè)計(jì)手法，對沉降計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析，從而解決了軟土中樁筏基礎(chǔ)的沉降計(jì) 算問題。 關(guān)鍵詞：樁筏基礎(chǔ)，沉降計(jì)算，彈性地基梁板 一、工程概況 本工程位于某市，為一棟集商業(yè)、寫字樓、公寓于一體的高層建筑綜合大樓，其地下4層，用 作車庫、超市及設(shè)備房；地上裙房6層，主要用作商場；兩棟塔樓(分縫后)分別為商務(wù)公寓和商務(wù) 寫字樓，總層數(shù)為25層，基本層高3．3m和3．6m，建筑總高度為98．50m。 二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) （一）地質(zhì)條件及基礎(chǔ)選型 本區(qū)大地構(gòu)造屬于雷一瓊喜山沉降帶北部某區(qū)。場區(qū)內(nèi)第四紀(jì)地層發(fā)育，厚度達(dá)數(shù)百米，區(qū)域 穩(wěn)定性較好。勘察發(fā)現(xiàn)場區(qū)及附近均為第四系松散沉積層覆

我國在地鐵運(yùn)行對周圍環(huán)境的影響和地鐵隧道開發(fā)建筑對鄰近樁基影響兩方面雖然已經(jīng)取得了重大突破,但仍有一些弊端暫時沒有得好很好的解決。其中跨越地鐵超高層住宅樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是地鐵研發(fā)建筑中重要的一環(huán),因此對其進(jìn)行了如下研究。

我國在地鐵運(yùn)行對周圍環(huán)境的影響和地鐵隧道開發(fā)建筑對鄰近樁基影響兩方面雖然已經(jīng)取得了重大突破,但仍有一些弊端暫時沒有得好很好的解決。其中跨越地鐵超高層住宅樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是地鐵研發(fā)建筑中重要的一環(huán),因此對其進(jìn)行了如下研究。

試述樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中如何考慮樁的剛度——本文以實(shí)際工程為模型，用有限元的方法分析樁的剛度如何影響筏板的設(shè)計(jì)，并從實(shí)際工程數(shù)據(jù)去尋找合理的設(shè)計(jì)方法。

針對某高層建筑大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)引起的內(nèi)外柱荷載差異大的情況,采用樁基變剛度調(diào)平方法,對荷載集中度高的中柱基礎(chǔ)變樁長變樁徑以增加剛度,中柱基礎(chǔ)采用直徑800mm樁長40m灌注樁,邊柱基礎(chǔ)采用直徑600mm樁長25m灌注樁,內(nèi)外柱基差異沉降問題得到了解決。

隨著高層建筑越來越多，軟土地區(qū)中樁筏基礎(chǔ)的應(yīng)用也越來越多。樁筏基礎(chǔ)是通過樁側(cè)阻力和樁端阻力，把上部較重的荷載傳遞到下部范圍較大和承載力較好的土層中。采用樁筏基礎(chǔ)既可以控制建筑物的沉降和不均勻沉降，又提高地基的承載力。

１建筑概況某綜合營業(yè)樓是一個包括營業(yè)、辦公、客房及餐廳等多功能的綜合性高層建筑。由主樓和裙房組成，主樓：地下一層，地上十二層；局部塔樓一層。建筑物總高度４９．９０ｍ。建筑平面呈“ｌ”型，總建筑面積１３６００ｍ。平面、立面、剖面圖分別見圖一、二、三。主...

為保證超高層建筑樁筏基礎(chǔ)的筏板彎矩設(shè)計(jì)能夠控制在安全范圍內(nèi),采用相對彎曲計(jì)算筏板彎矩法(簡稱反算彎矩法)與共同作用理論的解析-數(shù)值解混合法(簡稱共同作用混合法)分別對金茂大廈、上海環(huán)球金融中心兩個實(shí)例進(jìn)行分析。根據(jù)共同作用混合法計(jì)算上海中心大廈的地基變形,用以計(jì)算相對彎曲,求得相應(yīng)彎矩,同時,分別采用共同作用混合法和共同作用數(shù)值解-迭代法(簡稱共同作用迭代法)計(jì)算上海中心大廈筏板彎矩并進(jìn)行比較。利用上述計(jì)算的結(jié)果,分析上海中心大廈的筏板彎矩,確定控制其筏板彎矩的安全范圍。

樁筏基礎(chǔ)是目前高層建筑采用較多的一種基礎(chǔ)形式，但傳統(tǒng)樁筏設(shè)計(jì)存在諸多不合理之處，造成不必要的成本增加，本文從優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，從減沉設(shè)計(jì)、布樁形式及變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)三方面就高層建筑樁筏基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，有一定參考價(jià)值。

坐落于上海的金茂大廈、上海環(huán)球金融中心和上海中心大廈三幢聞名世界的超高層建筑的基礎(chǔ)均為補(bǔ)償深埋樁筏基礎(chǔ).在補(bǔ)償深埋樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中如何充分考慮補(bǔ)償基礎(chǔ)的優(yōu)越性,如何考慮深埋基礎(chǔ)的抗風(fēng)能力,是值得研究的問題.利用高層建筑與地基基礎(chǔ)共同作用的分析方法,結(jié)合統(tǒng)計(jì)-經(jīng)驗(yàn)公式對該三幢大樓的樁筏深基礎(chǔ)進(jìn)行了再分析.通過再分析在節(jié)約相當(dāng)數(shù)量的樁之后,其地基承載力和變形仍然能夠滿足設(shè)計(jì)要求.同時在再分析中進(jìn)一步探討優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力,論證地下連續(xù)墻可以分擔(dān)相當(dāng)數(shù)量的荷載.相關(guān)案例的再分析對進(jìn)一步完善補(bǔ)償深埋樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論提出建議,可為國家節(jié)省大量投資.

以深圳某超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為例,根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn),闡述了考慮上部結(jié)構(gòu)剛度影響的彈性地基梁法優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

基于某跨越地鐵超高層建筑的設(shè)計(jì)實(shí)踐,采用mohr-coulomb屈服準(zhǔn)則,利用abaqus建立三維有限元數(shù)值模型,研究地鐵隧道穿越建筑物基礎(chǔ)時對樁筏基礎(chǔ)變形和內(nèi)力的影響,并根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果對經(jīng)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。數(shù)值分析結(jié)果表明:開挖增大了筏板的彎矩;隧道開挖會引起附近群樁向隧道方向撓曲變形,且前排樁的變形大于后排樁的變形,同一排樁中邊樁變形大于中樁變形;隧道開挖對樁的樁身軸力、彎矩及水平變形的影響主要發(fā)生于樁頂至3倍隧道埋深的樁身范圍內(nèi);隨著盾構(gòu)掘進(jìn)正面推力和徑向壓力的增大,樁身撓曲變形逐漸減小并最終使樁身發(fā)生遠(yuǎn)離隧道方向的撓曲變形。

高層建筑的基礎(chǔ)可以說是整個建筑體系最重要的環(huán)節(jié)。一方面，它由高層建筑場地工程地質(zhì)條件、使用要求、結(jié)構(gòu)形式、建筑物荷載等客觀因素決定；另一方面，更是由設(shè)計(jì)人員發(fā)揮主觀能動性，施工基礎(chǔ)方案的選擇和現(xiàn)場的施工技術(shù)等主觀因素決定。特別是在地域遼闊、各種地質(zhì)條件相差較大的我國，建筑物基礎(chǔ)方案的選擇和設(shè)計(jì)往往對于建筑基礎(chǔ)起著決定性的作用。

樁筏基礎(chǔ)是高層建筑中常見的基礎(chǔ)形式,采用ansys的空間有限元程序,考慮樁土共同作用,采用復(fù)合地基彈性模量對厚筏板進(jìn)行內(nèi)力分析,并與實(shí)測結(jié)果作比較,并為筏板設(shè)計(jì)提出簡便算法,也為下部樁基的樁土共同作用的樁土分擔(dān)比提供依據(jù)。

珠海某超高層建筑有四層地下室,采用抗拔樁抵御水浮力,由于基坑支護(hù)采用內(nèi)支撐的形式,承臺以上有18m的空樁,樁身采用先預(yù)埋鋼管,開挖土方破除空樁后伸入鋼絞線,再對鋼管進(jìn)行注漿后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線。樁身需滿足承載力及裂縫的要求,以及按檢測荷載進(jìn)行復(fù)核;預(yù)應(yīng)力錨頭與鋼管內(nèi)注漿體之間需進(jìn)行局壓驗(yàn)算,鋼管壁與注漿體間需進(jìn)行摩擦力驗(yàn)算。