桩筏基础工程应用实例

武文斐

(沈阳市华域建筑设计有限公司，辽宁沈阳 110000)

桩筏基础工程应用实例

武文斐

(沈阳市华域建筑设计有限公司，辽宁沈阳 110000)

通过分析某工程的地质条件，对工程的地基基础进行了选型分析，着重对选用的桩筏基础设计方法作了研究，并探讨了影响桩筏基础设计的因素，以保证基础设计的合理性，从而确保建筑物的安全性。

桩筏基础，地质，荷载，承载力

在目前的设计过程中，很多设计人员由于对桩筏基础的设计缺少经验，不能根据地质条件对桩筏基础共同工作进行合理设计，仅考虑桩基受力而忽略桩间土的作用，把上部结构和基础作为两个独立单元分别考虑，从而导致基础设计偏于保守，造成不必要的基础成本增加。现结合工程实例，对桩筏基础设计方法进行探讨，供设计人员参考。

1 工程概况

项目位于河北省秦皇岛市，总建筑面积204 860.77 m2，9栋32层高层住宅(98 m高)，1层地下室埋深6 m，周边为商业。地下室平面尺寸151 m×136 m。立面简图见图1。

图1 立面简图

2 工程地质条件

拟建场地地形较平缓、开阔，地面绝对标高介于3.51 m～6.56 m，±0.00相当于绝对标高7.05m。地下水抗浮设防水位为绝对标高1.0 m。按地层成因类型和力学性质划分为7个层位:表层全新人工填土，上部为第四系全新统冲积成因的粉质粘土、中砂和灰色粉质粘土，中部为第四系上更新统冲洪积成因的中粗砂和圆砾，底部为太古界混合花岗岩。各层岩土的岩性特征及分布情况详见表1，表2。

表1 天然地基计算参数建议表

3 地基基础选型与设计

3.1 基础选型

按地勘剖面，地下室底板大部分坐落于②粉质粘土层及③中砂层。高层住宅竖向荷载较大，剪力墙分布较密，考虑采用桩筏基础，利用桩间土承载力，减少桩数量。桩基采用先张法预应力混凝土管桩，桩直径400 mm，单桩承载力特征值按地勘报告试算及试桩报告取1 200 kN。筏板厚度暂定1 000 mm，根据承载力极限状态下考虑冲切能力加以验算，再调整板厚。

表2 桩基设计参数一览表 kPa

3.2 基础设计

采用中国建筑科学研究院开发的PK-PM系列JCCAD程序建立有限元模型进行计算分析。根据地勘报告输入实际地质资料显示，计算分析中的各种参数可以按JCCAD说明书选取，其中桩竖向刚度K及基床系数需特别注意。桩竖向刚度K=桩承载力特征值(kN)/对应的桩顶沉降(m)，试桩报告见表3。

表3 试桩报告

按试桩报告计算桩竖向刚度K=116 054 kN/m，137 142 kN/m，151 133 kN/m，取K=120 000 kN/m。

基床系数需根据计算结果进行调整，调整依据为筏板承受的竖向荷载约为总荷载的10%且筏板反力小于该层地基承载力，本工程中基床系数经反复试算后取10 000 kN/m3。

选取部分JCCAD计算结果如图2，图3所示。

图2 标准组合下局部最大反力图

综合各项计算结果分析:标准组合下筏板反力40 kN/m2～50 kN/m2，约为竖向荷载的10%，满足设计预期，桩反力小于1 200 kN，均小于桩承载力特征值，沉降计算结果与按经验预判的结果也基本吻合，说明桩的布置及基床系数的设置是合理的。桩对筏板的冲切计算结果，R(抗力)/S(作用)在2～4之间，再结合墙对筏板的冲切计算结果及筏板配筋结果，说明筏板的厚度满足要求。

图3 局部筏板沉降图

4 结语

由于桩间土承担了大约10%的竖向荷载，使桩的数量相应的减少了10%左右，在满足承载力极限状态及正常使用极限状态的前提下降低了基础成本;对于高层建筑，由于竖向构件间距较小，竖向荷载又较大，如果采用承台+桩基的基础形式，承台之间的距离会很小，采用桩筏，混凝土用量并不会增加较多，同时筏板的整体性要明显优于承台，对于控制不均匀沉降是有利的。实际设计中，影响桩筏基础设计成功的因素有很多，如桩长、桩间距、成桩工艺等，如何保证桩、土共同工作，及各个受力阶段桩、土受力情况的变化，需要设计人员在设计过程中全面考虑。

［1］ GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范［S］.

［2］ JGJ 94—2008，建筑桩基技术规范［S］.

［3］ GB 50011—2010，建筑抗震设计规范［S］.

［4］ JGJ 3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］.

［5］ JCCAD用户手册［Z］.

On application cases of pile-raft foundation projects

Wu Wenfei

(Shenyang Huayu Architectural Design Co．，Ltd，Shenyang 110000，China)

According to the analysis of the geological conditions of some project，the paper has the type selection analysis of the foundation in the project，researches the designmethods for the pile-raft foundation，and explores the factors affecting the pile-raft foundation design，so as to ensure the reasonability of the foundation design and the safety of buildings.

pile-raft foundation，geology，loading，capacity

TU471.15

A

1009-6825(2015)29-0065-02

2015-08-02

武文斐(1975-)，男，工程师