樁筏基礎工程應用實例

武文斐

(沈陽市華域建筑設計有限公司，遼寧沈陽 110000)

樁筏基礎工程應用實例

武文斐

(沈陽市華域建筑設計有限公司，遼寧沈陽 110000)

通過分析某工程的地質條件，對工程的地基基礎進行了選型分析，著重對選用的樁筏基礎設計方法作了研究，并探討了影響樁筏基礎設計的因素，以保證基礎設計的合理性，從而確保建筑物的安全性。

樁筏基礎，地質，荷載，承載力

在目前的設計過程中，很多設計人員由于對樁筏基礎的設計缺少經驗，不能根據地質條件對樁筏基礎共同工作進行合理設計，僅考慮樁基受力而忽略樁間土的作用，把上部結構和基礎作為兩個獨立單元分別考慮，從而導致基礎設計偏于保守，造成不必要的基礎成本增加?，F結合工程實例，對樁筏基礎設計方法進行探討，供設計人員參考。

1 工程概況

項目位于河北省秦皇島市，總建筑面積204 860.77 m2，9棟32層高層住宅(98 m高)，1層地下室埋深6 m，周邊為商業。地下室平面尺寸151 m×136 m。立面簡圖見圖1。

圖1 立面簡圖

2 工程地質條件

擬建場地地形較平緩、開闊，地面絕對標高介于3.51 m～6.56 m，±0.00相當于絕對標高7.05m。地下水抗浮設防水位為絕對標高1.0 m。按地層成因類型和力學性質劃分為7個層位:表層全新人工填土，上部為第四系全新統沖積成因的粉質粘土、中砂和灰色粉質粘土，中部為第四系上更新統沖洪積成因的中粗砂和圓礫，底部為太古界混合花崗巖。各層巖土的巖性特征及分布情況詳見表1，表2。

表1 天然地基計算參數建議表

3 地基基礎選型與設計

3.1 基礎選型

按地勘剖面，地下室底板大部分坐落于②粉質粘土層及③中砂層。高層住宅豎向荷載較大，剪力墻分布較密，考慮采用樁筏基礎，利用樁間土承載力，減少樁數量。樁基采用先張法預應力混凝土管樁，樁直徑400 mm，單樁承載力特征值按地勘報告試算及試樁報告取1 200 kN。筏板厚度暫定1 000 mm，根據承載力極限狀態下考慮沖切能力加以驗算，再調整板厚。

表2 樁基設計參數一覽表 kPa

3.2 基礎設計

采用中國建筑科學研究院開發的PK-PM系列JCCAD程序建立有限元模型進行計算分析。根據地勘報告輸入實際地質資料顯示，計算分析中的各種參數可以按JCCAD說明書選取，其中樁豎向剛度K及基床系數需特別注意。樁豎向剛度K=樁承載力特征值(kN)/對應的樁頂沉降(m)，試樁報告見表3。

表3 試樁報告

按試樁報告計算樁豎向剛度K=116 054 kN/m，137 142 kN/m，151 133 kN/m，取K=120 000 kN/m。

基床系數需根據計算結果進行調整，調整依據為筏板承受的豎向荷載約為總荷載的10%且筏板反力小于該層地基承載力，本工程中基床系數經反復試算后取10 000 kN/m3。

選取部分JCCAD計算結果如圖2，圖3所示。

圖2 標準組合下局部最大反力圖

綜合各項計算結果分析:標準組合下筏板反力40 kN/m2～50 kN/m2，約為豎向荷載的10%，滿足設計預期，樁反力小于1 200 kN，均小于樁承載力特征值，沉降計算結果與按經驗預判的結果也基本吻合，說明樁的布置及基床系數的設置是合理的。樁對筏板的沖切計算結果，R(抗力)/S(作用)在2～4之間，再結合墻對筏板的沖切計算結果及筏板配筋結果，說明筏板的厚度滿足要求。

圖3 局部筏板沉降圖

4 結語

由于樁間土承擔了大約10%的豎向荷載，使樁的數量相應的減少了10%左右，在滿足承載力極限狀態及正常使用極限狀態的前提下降低了基礎成本;對于高層建筑，由于豎向構件間距較小，豎向荷載又較大，如果采用承臺+樁基的基礎形式，承臺之間的距離會很小，采用樁筏，混凝土用量并不會增加較多，同時筏板的整體性要明顯優于承臺，對于控制不均勻沉降是有利的。實際設計中，影響樁筏基礎設計成功的因素有很多，如樁長、樁間距、成樁工藝等，如何保證樁、土共同工作，及各個受力階段樁、土受力情況的變化，需要設計人員在設計過程中全面考慮。

［1］ GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規范［S］.

［2］ JGJ 94—2008，建筑樁基技術規范［S］.

［3］ GB 50011—2010，建筑抗震設計規范［S］.

［4］ JGJ 3—2010，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.

［5］ JCCAD用戶手冊［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，工程師