高层建筑筏基与地基共同作用的分析

高层建筑筏基与地基有哪些共同作用的分析？

1、从对2008年《建筑桩基技术规范》阅读理解，有无地下水对桩筏基础设计是否考虑桩土共同作用影响不大。

2、高层建筑桩筏基础的工作性质，对常规设计（s/d=3~4情况）是基本上接近于在弹性地基上刚性基础的工作性质。由于上部结构和地基基础是一个整体，合理的桩筏箱基础设计应在分析上部结构、桩筏箱基础、土体共同作用的基础上，优化桩筏设计。根据优化理论，桩筏箱基础优化设计的数学模型为一‘设计变量群桩的每根桩长、底板厚度、底板内各种配筋量，目标函数、桩筏箱基础的造价最小’约束条件对于筏箱基底板有底板抗拉强度约束底板局部弯强度约束最小尺寸约束，最小配筋率限制，一底板构造配筋限制底板抗剪强度约束底板抗冲切强度约束。对于群桩有桩长约束群桩沉降量限制，群桩差异沉降量限制，单桩安全系数限制，群桩荷载限制。

3、桩的存在对减少桩筏基础的沉降有明显的效果，并使建筑物的整体横向倾斜大大改善，使建筑物均匀沉降。桩长在达到一定长度时，即L/d≥70-100时，再加桩长对减小沉降不明显，在增加桩长时应考虑各种因素影响。国内不少学者也对高层建设桩筏基础中的桩数与沉降的关系作过探讨。董建国等给出了某工程短桩桩基沉降S与桩数n的关系式：S=356.46-0.00542n，从式中可看出，桩数增减10%，则沉降减增在1%以内，对于长桩约为3%.即桩筏基础沉降是一个相对稳定值，它为以减少沉降为目的的减沉桩基础设计提供了一个理论依据。

研究表明：（1）桩数减少，桩土体刚度相应下降，因此，桩筏基础的沉降随桩间距的增大而增大。但桩间距在10倍桩径以内时，桩筏基础的沉降只随桩间距的增大而稍有增大。（2）当桩的长细比L/d=100，筏的相对刚度KR=10时，桩的相对刚度KP=103时，当桩数减少到间距为4倍桩径时，角桩的桩顶反力（PC）是内中桩桩顶反力（Pi）的3倍左右；当桩数减少到间距为6.67倍桩径时，PC约为Pi的1.5倍；当间距增大到10倍桩径时，PC与Pi基本相同。由上可知，目前一般桩筏基础中减少桩数大有潜力可挖。

4、高层建筑桩筏基础在常规设计条件下，桩间土仍承担上部荷载，桩间土地基反力略呈马鞍形，在建筑物完工时可分但小于上部总荷载的26%，为充分发挥筏板底桩间土的承载力，适当增加桩的间距是合适的。

5、钻孔灌注桩在施工过程中没有超孔隙水压力产生，在上部荷载作用下，桩和桩间土承担上部荷载，且在建筑物使用过程中，桩和桩间土承但上部荷载比例保持不变。

6、从以往工程实测经验来看筏板钢筋实测应力比钢筋实际应力小得多，我国实测筏板钢筋应力一般为20-30N/m㎡之间，只有钢筋设计强度的1/10，考虑上部结构刚度与基础参与共同形成拱的作用，减小了底板的挠曲和内力。由于筏板砼浇筑后，砼收缩产生一定预压应力，使得筏板钢筋上下都都处于受压状态，随着上部结构的施工，结构整体刚度不断增大，钢筋的预压应力逐渐减小变为拉力，使得筏板钢筋全部受拉，筏板整体弯曲逐渐变大中和轴开始上移。

当结构施工至4-5层时基础内力达到最大值，再随着主体结构上升拱的形成，基础内力开始变小弯曲中和轴开始移至上部结构。从相关以前的实测表明高层筏板基础的弯曲内力都远远小于设计计算内力，特别是当上部为剪力墙结构的筏板基础设计时只需考虑局部弯曲而进行计算配筋，足以承受整体弯曲引起的应力，只是要验算剪切应力。建议在筏板设计时充分考虑这点。