桩筏基础论文范文精选

摘要：在上部竖向荷载对地基产生的应力分布很不规则导致筏板基础形心与结构重心距离很大，通过不均匀布置摩擦桩，采用桩同作用的复合基础调整基础荷载重心，从而使筏板形心与上部结构重心基本重合，本文介绍了一种设计经验，旨在为类似工程提供参考和借鉴。

关键词：桩筏基础；不均匀布桩；补偿平衡法；桩土相互作用

1工程概况

自沙花园1#楼，地上主楼十四层，裙楼四层，地下室二层，框架剪力墙结构。2002年五月开始设计。拟建场地从上至下分别人工填土、粉质粘土或含砾质粘土、中粗砂、卵石、粉细砂、粉质粘土、中粗砂、卵石、残积粉质粘土、强化粉砂岩、中风化粉砂岩。粉细砂位于基底0.5～1.5m，厚2～3m，中风化岩位于基底约25m。由于地质条件比较复杂，故需进行综合考虑地基基础设计方案，满足既安全又经济的要求。

2基础设计方案

初步设计时拟采用人工挖孔桩基础，然而在基坑护壁桩开挖过程中发现位于地面下11m左右的粉细砂极不稳定，在土体自重压力作用下，粉细砂自然上涌，10h最大上涌达2m。护壁桩施工虽然采取有效方法控制了粉细砂上涌，但代价太高。建设方要求基础设计采用其它方案，经研究拟采用筏板基础。然而该工程位于山坡上，勘察方及建设方担心过大的基底压应力可能会导致粉细砂从地势较低处涌出，要求作用在粉细砂土层上的最大压应力不能超过200kPa，该应力值与土体的自重应力基本相当。通过对上部结构进行分析计算，主楼部分由于层数多且抗震墙基本布置在主楼部分，导致基底压应力远超过允许值(除非筏板向四周扩展得很大)。而裙楼部分对地基产生的压应力即使在人防荷载作用下亦不到200kPa。由于受到基底最大压应力的及场地范围影响，必须采用桩筏。

3补偿平衡法

作为本工程设计的注册结构工程师，本人查阅了国外类似工程的设计文献，决定采用文献中的基础设计方法-补偿平衡法。经过计算，结构下部六层荷载由地基土承担，六层以上的荷载由桩基承担。这种方法参考了桩同作用，利用天然地基的承载力，使桩基与天然地基互补，采用控制沉降的方法将上部荷载由桩和筏板共同互补承担，使桩的数量及筏板的厚度得以减少，具有一定的经济效益。

1工程概况

自沙花园1#楼，地上主楼十四层，裙楼四层，地下室二层，框架剪力墙结构。2002年五月开始设计。拟建场地从上至下分别人工填土、粉质粘土或含砾质粘土、中粗砂、卵石、粉细砂、粉质粘土、中粗砂、卵石、残积粉质粘土、强化粉砂岩、中风化粉砂岩。粉细砂位于基底0.5～1.5m，厚2～3m，中风化岩位于基底约25m。由于地质条件比较复杂，故需进行综合考虑地基基础设计方案，满足既安全又经济的要求。

2基础设计方案

初步设计时拟采用人工挖孔桩基础，然而在基坑护壁桩开挖过程中发现位于地面下11m左右的粉细砂极不稳定，在土体自重压力作用下，粉细砂自然上涌，10h最大上涌达2m。护壁桩施工虽然采取有效方法控制了粉细砂上涌，但代价太高。建设方要求基础设计采用其它方案，经研究拟采用筏板基础。然而该工程位于山坡上，勘察方及建设方担心过大的基底压应力可能会导致粉细砂从地势较低处涌出，要求作用在粉细砂土层上的最大压应力不能超过200kPa，该应力值与土体的自重应力基本相当。通过对上部结构进行分析计算，主楼部分由于层数多且抗震墙基本布置在主楼部分，导致基底压应力远超过允许值(除非筏板向四周扩展得很大)。而裙楼部分对地基产生的压应力即使在人防荷载作用下亦不到200kPa。由于受到基底最大压应力的及场地范围影响，必须采用桩筏。

3补偿平衡法

作为本工程设计的注册结构工程师，本人查阅了国外类似工程的设计文献，决定采用文献中的基础设计方法-补偿平衡法。经过计算，结构下部六层荷载由地基土承担，六层以上的荷载由桩基承担。这种方法参考了桩同作用，利用天然地基的承载力，使桩基与天然地基互补，采用控制沉降的方法将上部荷载由桩和筏板共同互补承担，使桩的数量及筏板的厚度得以减少，具有一定的经济效益。

4布桩方式

在建筑工程中采用桩筏基础，是为了确保建筑物不产生过大的不均匀沉降和不超过允许范围的倾斜。在传统的桩筏基础设计中，主要采用等桩径等桩长等桩距布置，然而对本工程而言，由于上部荷载的不均匀性及受场地限制，若采用均匀布桩将导致结构重心与基础形心距离远大于文献《层建筑箱形与筏形基础技术规范》(JGJ6-99)的要求。同时使有些桩未能充分发挥作用，有时筏板的不均匀沉降也比较大。考虑到主楼和裙楼的荷载差异性，且当前建筑工程中主要采用灌注桩，便于调整桩的桩径和长度，本工程决定采用不均匀的布桩方式，其布置方式大体有如下几种：图1(a)为等桩径等桩长不等桩距；图1(b)为不等桩径等桩长等桩距；图1(c)为不等桩径等桩长不等桩距：图1(d)为桩径桩长桩距均不等。本工程的设计中通过不断调整桩距及桩的承载力，以达到筏板形心与上部结构的基本重合。

摘要：采用ANSYS有限元程序建立了筏板基础―CFG桩复合地基共同作用模型，着重分析了筏板厚度与CFG桩桩顶应力、桩间土应力、桩端土应力及基础沉降之间的关系，为筏板基础―CFG桩复合地基设计提供参考。

关键词：筏板基础，CFG桩，复合地基

Abstract:With ANSYS finite element programs，Building raft foundation-composite foundation of CFG pile interaction model. Focuses on the analysis of the relationship between the raft thickness and stress of CFG pile top，soil among pile，pile tip soil，and the foundation settlement. The conclusion could be used as a reference for the raft foundation-composite foundation of CFG pile design.

Keywords: Raft Foundation，CFG Pile，Composite Foundation

中图分类号： TU473.1文献标识码：A文章编号：

0 引言

在高层建筑中，过去通常采用桩筏或桩箱基础，现今也采用筏板基础与CFG桩复合地基相联合的基础形式作为高层建筑的基础，并取得了良好的经济效益和社会效益。国内外对桩筏基础共同作用、CFG桩复合地基已经进行了较多的研究，多集中于研究单桩复合地基和多桩复合地基的承载与变形特性以及其破坏模式。然而，筏板基础下CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载传递机理及不同部位桩的工作性状都是有待研究的；CFG桩复合地基的置换率、桩土模量比、褥垫层厚度以及布桩方式的变化对筏板基础的内力和变形有何影响。这些问题都与CFG桩复合地基-筏板基础体系的共同作用有关。因此本文通过建立筏板基础―CFG桩复合地基的共同作用的有限元模型，分析筏板基础厚度变化对CFG桩复合地基性状的影响。

1 工程概况

摘要：从优化设计的角度出发，探讨了桩筏基础的设计思路、布桩方式、桩同作用等一系列问题到了一些有益的结论。还提出了一些对设计进行优化的思路和具体方法供读者参考。

关键词：桩筏基础；设计思想；布桩方式；优化设汁

1 引言

随着经济建设的发展，高层建筑越来越多，桩筏、桩箱基础由于其在控制沉降和满足承载力要求方面的可靠性而受到了越来越多的重视。目前设计通常采用“均匀布桩”或“等承载力布桩”等传统布桩方式。不少学者、专家及工程设计人员对此提出了质疑，并进行了一系列比较深入的探讨和研究。

2设计思路

采用桩筏基础一是控制建筑物的沉降和不均匀沉降，二是提高地基的承载力。但对一具体工程而言，这两个要求的重要性并不是完全等同的。桩群属于端承桩时，显然沉降量不是主控要素，因此本文讨论指的是摩擦群桩和端承摩擦群桩的桩筏基础。

由于岩土工程问题的复杂性，特别是由于桩筏基础沉降计算的复杂性和不精确性，不少工程设计人员不顾地质条件的差异，一味倾向于将桩基直接嵌入基岩，嵌岩深度有越来越深的趋势。导致这种设计倾向的一个根由是，根本不考虑地基土参与承担荷载的可能性，以及忽略了建筑物可以承受一定沉降量的可能性。事实上，不管是以承载力控制设计的思路，还是以沉降控制设计的思路，都必须满足建筑物对地基的沉降和承载力要求。因为不管采用哪一方面作为主控要素，其另一方面的要求都必然是前提条件。这两种设计思想主要是侧重点不同，设计的着手点不同而已。

图1投资与沉降

摘要：对垂直传播的剪切波作用下桩筏基础的动力响应进行了数值分析.采用薄层元素法和有限单元法建立了土、桩和筏板三者之间的相互作用分析模型，着重分析了桩筏基础的有效输入地动(即反映了筏板响应与自由场地面运动大小关系的水平和摇摆动力响应系数).对桩筏基础和群桩、筏板基础的水平和摇摆动力响应系数进行了比较，并讨论了桩的距径比、桩的长径比以及桩土弹性模量比对桩筏基础的动力响应系数的影响.结果表明，当桩的距径比较大时，忽略筏板的影响会导致对桩筏基础的动力响应系数的过小评价.

关键词：土-结构相互作用；水平动力响应；桩筏基础；有效输入地动

中图分类号：TU473 文献标识码：AKinematic Response of Pileraft Foundation

众所周知，地震波通过基础传到上部结构，而从基础传到上部结构的运动与自由场的运动是不同的，一般情况下，其振幅比小于1，称之为“有效输入”［1］或“输入损失”［2］.在土

结构动力相互作用分析中，常采用子结构法，上部子结构的动力输入采用基础的运动比采用自由场的运动更加合理.因此，基础在地震波下的响应，即有效输入地动，和动力阻抗一起被称为土

结构动力相互作用分析的两个基本物理量.目前，对于基础在地震波下的响应研究多集中在桩基［3-5］，而对于工程中比较常见桩筏基础的研究非常少.对于土

桩筏基础动力相互作用的研究往往只考虑桩

土相互作用而不考虑筏板与土、桩的相互作用，显然，考虑筏板的影响更符合实际情况.

【摘要】桩筏基础是高层建筑设计中普遍采用的一种基础形式，目前有关桩筏基础的协调作用研究已取得了一定的成果，但是由于桩筏基础是一个异常复杂的系统，其协同作用受到多方面因素的影响，因此有必要对高层建筑桩筏基础的协同作用进行深入研究和剖析。为此，本文以某高层建筑为例，着重分析桩筏基础基础的应用及其协同作用。

【关键词】高层建筑；桩筏基础；协同作用；应用研究

随着城市化进程的加快，高层建筑建设规模和数量迅速增长，桩筏基础的应用优势也日益凸显，广泛应用于高层建筑设计中，尤其是软土地区在修建高层建筑时，更是将桩筏基础作为主要结构。有关桩筏基础结构与地基之间的协同作用，国内外学者已进行了一系列的研究并取得了丰硕的成果，但是其研究对象局限于基础沉降、筏板内力、桩顶反力分布、桩土分担荷载比等几个方面的概念研究，没有通过计算准确地表达，即使大量的工程实践总结出许多原理和方法，但是研究成果与实际应用还存在一定的差距。因此，充分认识桩筏基础与地基之间的作用机理及应用情况对于提高桩筏基础的实用性，改进桩筏基础设计方法具有重要意义。

一 桩筏基础协同作用概述

高层建筑上部结构通过墙、柱等与桩筏基础结构相连，桩筏基础底面则直接与地基相连，三者通过组成一个完整的建筑系统，彼此之间也相互作用或制约[1]

。研究桩筏基础与地基之间的协同作用有助于检验三者的接触部位是否满足变形协调条件，这也是协同作用的核心理念。研究表明建筑上层结构、桩筏基础与地基三者的协同作用计算结果与相互割裂计算结果存在明显不同，上部结构的荷载作用使地基发生变形，而地基变形又受到桩筏基础的制约，桩筏基础的刚度不同，其对地基变形的制约程度也不同，反过来，桩筏基础又随地基的变形发生一定的改变，其改变同时受到建筑上部结构的影响，这种影响程度取决于上部结构的刚度[2]。因此，在协同作用分析中，上部结构、桩筏基础和地基三者之间是相互制约、相互影响的关系。经过协同作用分析可以了解建筑整体结构的实际工作状态，使建筑设计工作变得更加经济、合理。

二 高层建筑桩筏基础协同作用应用的研究重点

高层建筑桩筏基础协同作用研究主要解决两个方面的内容，一是如何建立上部结构、桩筏基础及地基之间的整体矩阵，二是采取何种方法求解荷载、位移平衡方程，根据位移连续协调理论可将三者之间的作用方程表述如下：[K+Ksp+Kb]{U}={Q}+{Sb}，其中，K为基础刚度矩阵，Ksp为桩土支撑刚度矩阵，Kb为上部结构刚度矩阵，U为节点位移向量，Q为上部结构荷载向量，Sb为基础荷载向量[3]。通过方程求解即可得到相关数据内容，包括地基土反力、基础沉降和内力、上部结构位移等，这样可以更加便捷地分析上部结构、桩筏基础与地基三者之间的协同作用。

摘 要： 桩筏基础是高层建筑中常用的基础形式之一。以往，由于对桩筏基础的研究理论及方法不十分完善，实际工程中，设计者们往往采用简化但较为粗放的设计模式。本文在分析现今设计方法的基础上，结合实际的设计经验，提出桩筏基础与地基共同作用的几点建议，为进一步理论研究抛砖引玉。

关键词： 桩筏基础； 地基； 共同作用； 设计

中图分类号：TU74文章标识码：A

1. 现今对桩筏基础的设计方法

设计项目讲求效率，设计人员采用简化计算方法很有必要，但前提是受力分析应合理反映实际工况。目前不少设计者把桩筏基础分开为桩基础和筏板基础各自计算，并在构造上满足规范对桩筏基础的设计要求。这种“简化”设计思路与实际受力工况有一定出入，最终造成基础设计的不合理。主要有以下几个原因。

1）概念理解上的偏差。对桩筏基础受力分析不够全面，没有灵活应用规范，没有根据地质条件对桩和筏板进行共同工作的分析。比如在高地下水位环境下，仍然认为上部荷载全部由桩来承担，忽略了地基土对筏板的作用。

2）计算方法上的偏差。为简化计算，把上部结构和基础作为两个独立单元分别考虑，由上部的荷载作用求得上部结构内力和基底反力，然后按弹性地基板的方法计算筏板内力和配筋。这种设计方法考虑了地基与基础的协调变形工作，但没有考虑上部结构刚度对基础设计的影响，忽略了上部结构与基础的共同作用，导致基础设计偏于保守。

3）传统经验上的偏差。高层建筑的桩筏基础设计时，对筏板厚度的选用往往争议较大。以往确定筏板厚度并没有什么好方法，基本是凭经验先按建筑层数的多少来初定，层数越多，筏板越厚，个别设计方案甚至出现4m厚的不合理现象。估定板厚再进行抗冲切和抗剪切验算。后来郭宏磊等学者提出一个新的设计思路，先在正常使用极限状态下，考虑筏板的抗裂性与差异沉降计算出一个板厚值，再在承载能力极限状态下，考虑抗冲切和抗剪切加以验算，若验算不满足，说明板厚过小，此时再加厚。由于先按正常使用极限状态设计，后面也有承载能力极限状态的保证，板厚的设计更为合理。

摘要：本文主要针对地下车库抗浮设计的核心问题：拔桩合理化设计进行探讨。文中利用PKPM的JCCAD模块的抗拔群桩桩筏基础的有限元分析方法，对单建式地下车库承受竖向抗荷载，附建式地下车库局部承受竖向上拔荷载的桩筏基础两种情况分别进行计算与分析。

Abstract: This article mainly aims at the underground garage of anti floating design core issues: rational design of uplift pile. In this paper, using the PKPM JCCAD module tension pile raft foundation finite element analysis method, the Dan Jian type underground garage to bear against vertical load, underground garage locally subjected to vertical uplift load of pile raft foundation in two cases were calculated and analysis.

关键词：地下车库、一体化、拔桩合理化设计

Key words: underground garage, integration, reasonable design of uplift piles

中图分类号：[F213.2]文献标识码：A文章编号：

引言

随着城市建设的发展和居民生活水平的不断提高，开发利用地下空间作为停车设施已成一种趋势。地下停车库在国内还是一个刚起步发展的建筑类型，在设计中会遇到许多与常规建筑设计所不同的问题，其中又以抗浮设计的问题最为突出。

抗拔桩筏基础优化设计方法

【摘 要】在水位较高或水位变化幅度较大的地区上，抗拔桩筏基础为单建式地下车库等构筑物广泛采用，但目前对于抗拔桩的分布以及其对于底板变形及内力的影响研究不多，如何布置抗拔桩才能使底板变形更加均匀显得尤其重要。本文为了给无锡某工程的设计提供一些设计依据，故借助PKPM的JCCAD模块对地下室底板及抗拔桩的分布进行了对比分析，给出了一定的优化设计建议。

【关键词】抗拔桩；JCCAD；优化设计

一、引言

目前，国内外对优化布桩问题尚没有共同的认识，在工程设计中也没有统一的计算方法，尤其是针对抗拔桩或者兼有抗拔与抗压桩共同存在的桩筏基础的优化布桩。因此，关于桩筏基础的变形特性、筏板内力、桩顶反力分布和筏板的变形也是急待解决的一个重要课题。对抗拔桩筏基础而言，其变形分为平均上浮变形和差异上浮变形，而由于差异上浮变形会引起上部结构的次应力甚至会造成破坏，因而更加为人们所注意。

对于抗拔群桩桩筏基础的优化设计，在有关桩筏基础设计与计算方法的研究中，关于抗拔桩筏基础非均匀优化布桩方式的探讨，尚不多见。因此，如何将基础的平均变形（沉降与上浮）控制在可接受的水平，最大限度地减小差异沉降，使基础在承载熊力和变形两方面均满足规范设计要求，是一个值得探讨而又具有重大现实意义的问题。

二、本文研究内容

本文利用PKPM的JCCAD模块的抗拔群桩桩筏基础的有限元分析方法，对单建式地下车库承受竖向抗荷载进行计算与分析，讨论与分析下述几个问题，并且提出以极小化筏板差异变形为目标函数的抗拔桩筏基础优化设计方法：

（1）在筏板的相对刚度和桩间距保持不变时，地下水位变化时，等间距均匀布桩桩筏基础的沉降特性、桩顶反力的分布、筏板内力与变形的变化特征等；

摘要:桩筏基础具有整体性好、竖向承载力高、基础沉降小、调节不均匀沉降能力强的特点,同时可以承受风荷载或地震荷载引起的巨大水平力,抗倾覆能力强,现已成为软土地基高层建筑的一种主要基础形式。采用桩筏基础,目的就是提高建筑物地基承载力和控制建筑物沉降。本文介绍了高层建筑桩筏基础承载机理,分析了桩筏基础沉降计算方法,探讨了沉降控制桩筏基础设计。

关键词: 桩筏基础;高层建筑;沉降控制

1引言

世界各国已进入现代城市化阶段。共同的问题是城市人口膨胀,住房困难、用地紧张、环境污染和交通堵塞等。高层建筑随着世界城市化的普及、社会生产力的提高、科学技术的进步和人们物质生活的需要而蓬勃发展,这不仅缓解了上述问题,而且开创了整个建筑业的新纪元。在人类必然走向地上和地下空间的同时,现代化城市化必然进入了高层建筑阶段。

然而,当高层建筑筏形基础下天然地基承载力或沉降变形不能满足设计要求时,采用筏底加桩的组合基础使上部结构荷载在平面上扩散和向深层传递,从而有效地提高基础承载能力并减少沉降。因而桩筏基础己发展为高层建筑的主要基础型式。

2高层建筑桩筏基础承载机理

桩筏基础应用的初期正是基于桩筏共同承载的理念。然而,桩筏基础的承载性状毕竟不同于单桩与筏板的简单叠加,它是高层建筑上部结构-桩筏基础-地基土这个共同作用的十分复杂的力学系统中的一部分。人们从基础工程的重要性考虑,在相当长的时期内,对于桩筏基础的承载能力只考虑基桩的承载作用,而忽略筏板的分担荷载,筏板厚度由满足冲切和受弯确定,从而使桩筏基础的设计既相当保守,又十分模糊。因此研究桩筏承载机理,不但有助于对客观事物的认识,更在于可以优化基础设计。

由于上部结构是逐层形成的,即使在同一层混凝土的浇筑过程中也不是一次性浇筑完毕的,这说明上部荷载的形成是逐步的,而且混凝土的凝结硬化也需要一个过程,即就是上部结构的刚度的形成也是逐步的。通过模型试验和现场试验发现,桩筏基础在上部结构荷载和刚度逐步逐级的形成过程中桩同作用的过程简化为三个阶段: