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▲ 中国顶尖岩土专家 孙宏伟 北京市建筑设计研究院有限公司副总工程师 教授级高级工程师 注册土木工程师（岩土） 北京土木建筑学会岩土工程委员会 主任委员 中国建筑学会工程勘察分会 理事 中国建筑学会地基基础分会 理事 中国土木工程学会土力学及岩土工程分会 理事 按照变形控制原则进行地基基础设计，需要进行地基与结构（地基-桩-筏板基础-地下结构）共同作用变形计算分析，依据计算分析进行以减小差异沉降和承台内力为目标的变刚度调平设计，结合具体条件合理采用的设计措施，包括对于主裙楼连体建筑，当高层主体采用桩基时，裙房（含纯地下室）的地基或桩基刚度宜相对弱化；对于框架－核心筒结构高层建筑桩基，应强化核心筒区域桩基刚度（如适当增加桩长、桩径、桩数、采用后注浆等措施），相对弱化核心筒外围桩基刚度（采用复合桩基，视地层条件减小桩长）。 对于框架－核心筒结构高层建筑天然地基承载力满足要求的情况下，宜于核心筒区域局部设置增强刚度、减小沉降的摩擦型桩；对按变刚度调平设计的桩基，需要进行上部结构—基础—桩—土共同工作分析。 基于差异变形控制的桩筏基础设计，考虑桩、土、筏板基础、上部结构相互作用对于承载力和变形的影响，既满足荷载与抗力的整体平衡，又兼顾荷载与抗力的局部平衡，以优化桩型选择和布桩为重点，力求减小差异变形，降低承台内力和上部结构次内力，实现节约资源、增强可靠性和耐久性。 上海中心大厦实例：文[14]（姜文辉，巢斯. 上海中心大厦桩基础变刚度调平设计[J]. 建筑结构，2012年6月，第42卷第6期：第132～134页）给出其桩位布置如图16所示。上海中心大厦为巨柱-核心筒-伸臂桁架结构，考虑底板抗冲切的需要，在地下室范围巨柱边增加了壁柱，巨柱与核心筒之间通过翼墙连为整体。桩的布置按照变刚度调平的概念设计，核心筒及周边6m范围为核心区，有效桩长56m，梅花形布置，巨柱区域内有效桩长52m，梅花形布置，其余区域有效桩长 52m，正方形布置。这三者构成的桩承载密度大致为 1. 24∶1. 15∶1（详见文[14]）。上海中心大厦的变调平设计模式可概括为：变桩距 变桩长（如图17所示）。 图16 上海中心大厦桩位平面图 图17 上海中心大厦基桩长度示意 上海中心大厦采用了大直径超长灌注桩，有别于金茂大厦（420 m）、上海环球金融中心（492 m）所采用的钢管桩，持力层选择层⑨2粉砂，因其土性较佳、承载力高、土质相对较均、持力层厚度有保证，但是钻孔灌注桩钻孔过程需要穿越相对厚的粉土和砂层，施工的成孔能力和钻孔桩的质量是有必要进行多方面试验的，因此通过现场试桩验证成桩可行性及承载力取值，试桩载荷试验加载至极限，采用分布式光纤量测桩身应变，同时为研究上海软土地区大直径超长灌注桩承载特性及荷载传递机理提供了有价值的数据，为上海软土地区600 m超高层建筑首次采用灌注桩提供指导和技术支持。 上海中心变基桩刚度调平设计概要 北京中国尊大厦实例：桩筏基础设计过程中，应用土与结构相互作用原理，将主塔楼与其相邻裙房作为一个整体进行研究与分析，遵循差异沉降控制与协调的设计准则合理选择桩端持力层并优化设计桩长、桩径和桩间距，桩筏协同作用三维数值分析与桩筏基础设计紧密结合，应用 PLAXIS 和 ZSOIL 数值分析软件进行了地基土-桩-筏板-地下结构协同作用的精细计算分析，详见文[16]（孙宏伟，常为华，宫贞超，王媛. 中国尊大厦桩筏协同作用计算与设计分析[J] . 建筑结构，2014(20)：第109～114页）和《岩土工程进展与实践案例选编》案例文献：北京Z15地块超高层建筑桩筏的数值计算与分析。 图18 北京中国尊大厦桩筏协力基础示意 图19 北京中国尊大厦桩筏协力基础平面 北京中国尊大厦桩与筏板基础联合变调平设计的构想与技术思路如图20所示。主塔楼为桩筏基础，其两侧的纯地下室部分采用天然地基。工程桩主要包括三种类型：主塔楼的核心筒和巨型柱区域为P1型（桩径1200mm、桩长44.6m），主塔楼其他区域为P2型（桩径1000mm、桩长40.1m），塔楼与纯地下室间过渡桩为P3型（桩径1000mm、桩长26.1m，为边缘过渡桩），桩基础平面布置如图19所示。所有工程桩均采用桩侧桩端组合后注浆工艺。由于建设场地第四系厚度达184m，且地层软硬交互，因此通过试验桩载荷试验研究超长钻孔灌注桩的荷载传递规律、荷载-沉降的工程性状、侧阻力变化特征。 需要注意的是，当通过加大桩长，选择更为密实的深部土层作为桩端持力层时，可以有效减小桩基沉降，但与此同时会增加施工质量的控制难度，应当及时调整施工工艺参数，必要时应及早进行试验性施工。 北京中国尊变基础刚度调控差异沉降设计概要 基础方案很重要，要既安全又经济！更多案例请看《岩土工程进展与实践案例选编》 |
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来自： lyyfish111 > 《基础》
