高层简体下桩筏基础的特点及其分析设计方法

２ ． ２ 桩 基 础 载 荷 沉 降 理论
桩基础载荷 沉降理论研 究 的是桩 力的传 递与变 形协 调 的规律 ：研究 的要 点在 于确 定桩 身轴 向荷载 沿深度 如何 变 化 ，桩侧摩 阻力 沿桩深 度如何 分布 ，桩 在不 同深度处 的竖 向位移随深度的变化规 律等 。桩 筏基 础的整 体沉 降计算 是
设计中很重要的一部分 ，国 内外 学者 对其计 算理论 和计算 方法进行研究提 出 了两 类方 法 ，一类是 从桩筏 基础 的受力 机理着手得 到“ 建议理论法” ； 另一类是从 弹性理论着手 ，结 合实测结果推导的半 经验半理论公式 。
证在承担上部结构荷载 的时候 ，更能有效 的控制基础沉 降 ，
Ｃ
２ 桩 筏基础 设计 理论
２ ． １ 地 基 土模 型 理论
地基土承载 着基础 和上部结 构 ，建立 有效模 型对 基础
中图分类号 ：Ｔ Ｕ ４ ７ ３ ． １
文献标志码 ：Ｂ
设计研 究具 有重 要意义 ，其 模型 经历 了从 简单 的文 克勒模 型向复杂的有限压缩地 基模块 等模 型的发展 ，这一发 展使
及结构特征 ，论述 了桩 筏基础 设计 方法及 其采用 的理论 模 型 。根据实际工程采用 “ 外 弱 内强 ” 和“ 墙 柱处 板下 强 、跨
为混凝 土压 杆的劈裂破 坏或 钢筋拉 杆的屈 服二类 。针对桩 筏 基础空间桁架模 型拉 、压 杆的薄 弱部位 ，我们可采 用 以 下几种 措施 提高桩 筏基础 的承 载力。根据试 验结 果 ，桩筏
桩基 和筏 板基 础各 自的工作 特 性外 ，还 要考 虑 上部 结构 、 桩基 、筏板基础 的共 同作 用 问题 ，同时还 和筏板 下地基 土
的性状有关 。
在实际工程中 ，通常使 用大 规模 的群桩基 础承 载上 部
于机械化施 工 、适应 性强等 特点 。将二 者结合 起来 ，能保
内配筋 ，可充分利用 钢筋 强度 ，提高 承载力 ；在 筏板 中面
配置钢筋网片 ，可有效 阻止斜 压杆 的劈裂破 坏 ，提 高筏板 的承载力 ；采用 内埋型钢桁架 ，可 以有 效提高筏板 承载力 ，
减小板厚 ，降低 综合 造价 。
国内外对桩 基厚承 台及桩一厚筏 基础 的分析 ，已逐渐 向空
承受 的竖 向荷载 大 ，水 平 向作 用受 风荷载 和地震 作用 的效 果较 明显 ，高层建 筑筒体 是主要 的抗侧 力构 件 ，因而简 体
下桩筏基础显得更 为重要 。 目前对 于筒体 下桩筏基 础 尚无 明确统一的设计 方法 ，工 程设计 人员仅 凭经验 ，或对桩 基
基础接近破坏时 ，桩径 范 围内的钢 筋均达 到屈 服 ，在此 范 围之外 ，钢筋应 力均相 对较 小 ，因而相 对集 中于桩径 范 围
中板下弱 ” 的的布桩方式进行 了分析 。
１ 桩筏 基础 受力特 性及 其结构 特征
桩筏基础属于混 合基 础形式 ，顾 名思义 它是 由桩基 和 筏基共 同组成 ，桩 基在筏 基 的下面 。桩和 筏板共 同承受 上 部结构传来 的荷 载。筏 板基 础可成 片覆盖 于建筑 物地基 的 较大面积 ，整体 刚度 大 ，满 足软 弱地基 承载力 要求 ，减 少 地基 的附加应力 和不均匀 沉降 ，增 强建筑 物 的整 体抗震 性 能 。桩基础具有 承载力 高 、沉 降量小 、整 体稳 定性 好 、便
同时可 以承受风荷 载 和地 震荷 载引起 的 巨大水平力 ，抗 倾
覆能力强 ，因此桩筏 基础作 为承担 大载荷 结构一 种基础 形 式具备较突 出的优势 。 桩筏基础为桩 、筏板 、地基土三部分组 成的复合结 构 ， 传力机制复 杂。因此 ，桩筏 基础 的设计 也非 常复杂 ，除 了
口
０ 前
●
言
¨ ． Ⅲ
桩筏基础是高层 建筑 常用 的基础 型式 ，由于 高层建 筑
之 材
． ｎ
程》 所确定的分析 方 法。常 用 的模 型有 ：弹性 地 基梁 板 模 型 、倒 楼盖模 型、弹性半空 间 一有 限压缩地基模 型。 大量的试验 证实 ，对 于一定 厚度 的桩筏 基础 ，应用 传 统的塑性铰线理论进行弯 曲计算 ，明显 不符合其受 力特点 。
得地基 土模 型更 趋于实 际土 条件 。 目前 最为合 理 的理 论假 设 是“ 上部结构 一承台（ 箱基或筏基 ）一桩 ” 三者共 同作 用分 析 ，这也是 Ｊ Ｇ Ｊ ６—２ ０ １ １ 《 高 层建 筑箱 型与 筏形 基础 技 术规
文章编号 ： １ ６ ７ ２— ４ ０ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ １ ５ ２— ０ ２
刘春华 ，冯毅 勋
（ 中国市政工程西南设计研究总院，四川 成都 ６ １ ０ ０ ８ １ ）
摘 要 ：介 绍 了桩筏 基础 的 受力特性及 结构特 征 ，桩
筏基础理论模型分析 ，“ 外弱 内强”布桩及筏板与地基的共 同作 用，并对 实际工程应用做 了简要分析。
关 键 词 ：桩 筏 基 础 ；外 弱 内 强 ；布 桩 方 式 ；复 合 结构 ； 荷 载 分 配 比
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２ ０ １ ３ 年 第 ６期
第３ ９卷 总第 １ ７ ６期
２ ０ １ ３ 年 １ ２月
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ４ ０ １ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ６ ７
高层 简 体 下 桩筏 基 础 的特 点及 其分 析 设计 方 法
础规范运用不灵 活 ，不能根 据地质 条件对 桩筏基 础共 同作
Hale Waihona Puke 间桁架理论靠拢 。桩筏 基础 受力机 理类 似空 间桁 架 ，其 中
混凝土作为斜压杆 、钢 筋作 为拉杆 。桩 筏基础 的破坏 可分
用进行合理设计 ，而仅 采用 桩基受 力形式 忽略 土的共 同作 用 ，因而设计差 异较 大。由于设计 概念不 清 ，势必 造成 安 全隐患或严重浪 费。本 文 主要 介绍 了桩筏 基础 的受力特 性