【文章內(nèi)容簡介】 分為樁群分擔的荷載所引起的地基沉降S1，而另外一部分為承臺分擔的荷載所引起的地基沉降S2，即：S＝S1＋S2 對于減少沉降樁，單樁承擔的荷載比常規(guī)設(shè)計中樁承擔的荷載要大，其值可表示為：P1＝gPu 式中，Pu為單樁極限承載力；g為單樁承載力發(fā)揮程度系數(shù)，理論上可取1，實際設(shè)計時可取g＝～。減少沉降樁S1部分的沉降計算必須考慮樁土之間的相互作用，可近似采用根據(jù)Mindlin解答或Geddes解答建立的樁土相互作用理論方法進行求解，而承臺分擔的荷載所引起的地基沉降S2可按地基基礎(chǔ)規(guī)范規(guī)定的天然地基淺基礎(chǔ)的方法來計算（即由承臺底面附加壓力所引起的沉降S2的計算方法不考慮樁的存在，而是直接使用一般淺基礎(chǔ)的沉降計算方法）。這樣做，實質(zhì)上是考慮了樁達到極限荷載狀態(tài)時樁側(cè)土的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系為理想彈塑性，假定在單樁承擔的荷載達到P1時，各樁承擔的荷載不能再增加，樁不再起進一步承擔荷載的作用，余下的荷載只能由基礎(chǔ)底板（梁）承擔。利用上述計算公式，可以計算出使用不同的樁數(shù)時所對應(yīng)的基礎(chǔ)的沉降量，從而可得到如圖3所示的樁數(shù)與沉降關(guān)系曲線，由圖中曲線可見，在樁數(shù)較少時樁數(shù)的進一步增加對減少基礎(chǔ)沉降的作用非常顯著，但在樁數(shù)較多時，進一步增加樁數(shù)對減少沉降的作用就變得小了，在實際工程設(shè)計時應(yīng)從控制沉降的角度來綜合選擇一個既經(jīng)濟又合理的樁數(shù)，即按沉降控制設(shè)計樁基礎(chǔ)。減少沉降樁基礎(chǔ)的地基強度驗算可采用以下的方法：方法1：上海市標準“地基處理技術(shù)規(guī)范（DBJ08－40－94）”方法：式中，x為沉降控制復(fù)合樁基承載力經(jīng)驗系數(shù)， － ；為單樁極限承載力。該法實際上認為沉降控制復(fù)合樁基承載力等于天然地基容許承載力加上各樁的單樁容許承載力之和。方法2：如前所述，減少沉降樁基礎(chǔ)的出現(xiàn)及目前一般也是多用于天然地基的強度能滿足設(shè)計荷載要求但沉降卻過大的情況，因此設(shè)計時可只考慮樁起到減少沉降的作用，樁實際承擔的一部分荷載則視為安全儲備?；紫绿烊坏鼗恋某休d力驗算可按下式進行：式中，P為作用在基底的總荷載，F(xiàn)為基礎(chǔ)面積，f為基底地基土的承載力設(shè)計值。然而，必須指出的是，由于在減少沉降樁基礎(chǔ)中已采用樁來控制地基土的沉降，因此在確定地基土的承載力時不需要再考慮為控制沉降而對承載力的折減，也就是說，此時的地基土承載力應(yīng)完全由地基的極限穩(wěn)定狀態(tài)確定。方法3 第二種方法考慮樁分擔荷載的作用，減少沉降樁基礎(chǔ)的地基強度可按下式計算：式中，P1為單樁所承擔的荷載，n為樁數(shù)，A為單樁的橫截面積，為考慮置入樁體以后對原狀土體強度的影響系數(shù)。筆者認為，上述第三種減少沉降樁基礎(chǔ)的地基強度驗算方法可能更能反映減少沉降樁基礎(chǔ)的實際情況和機理，但其中的系數(shù)如還有待于進一步研究確定，第二種方法可能過于保守，第一種方法驗算減少沉降樁復(fù)合地基的強度非常簡便，實踐表明在多層住宅的基礎(chǔ)設(shè)計中是完全可行的。至于地基土的強度計算，可供選擇的計算公式很多，而且不同的計算公式所得到的結(jié)果也會有所不同，一般可采用太沙基公式和漢森公式。圖3 同濟啟明星樁基礎(chǔ)沉降計算軟件SCPF給出的減少沉降樁基礎(chǔ)的沉降－樁數(shù)關(guān)系曲線必須指出，減少沉降樁基礎(chǔ)實際上是相對于我們目前廣泛采用的完全以上部結(jié)構(gòu)荷載確定樁數(shù)和樁長的常規(guī)樁基礎(chǔ)設(shè)計方法而出現(xiàn)的一種樁基礎(chǔ)處理方法，其實質(zhì)是認為如僅對于沉降控制而言，少量的樁所組成的樁基礎(chǔ)所起的作用與很多樁所組成的樁基礎(chǔ)的作用幾乎一樣有效。因此，在減少沉降樁基礎(chǔ)的設(shè)計中，有關(guān)常規(guī)樁基礎(chǔ)的通用設(shè)計方法，如樁承臺的設(shè)計、樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計等等都是同樣可以采用的。另外，在此也應(yīng)該指出，減少沉降樁基礎(chǔ)與目前工程界習慣的復(fù)合樁基礎(chǔ)的概念和設(shè)計思想并不完全是一回事，復(fù)合樁基礎(chǔ)是指考慮樁和承臺底地基土共同承擔荷載的原則設(shè)計的樁基礎(chǔ)，也就是指設(shè)計時考慮分擔問題，其樁數(shù)和樁長仍然由上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的荷載確定，無非是分擔比例不同設(shè)計的樁數(shù)也不同，因此嚴格說來復(fù)合樁基礎(chǔ)仍是按強度控制設(shè)計的，而減少沉降樁基礎(chǔ)則是指主要按控制沉降的原則設(shè)計的樁基礎(chǔ)，并且單樁按極限承載力設(shè)計，設(shè)計時樁數(shù)和樁長由建筑物的沉降控制要求確定。四. 工程應(yīng)用90年代中期以來，減少沉降樁基礎(chǔ)在上海軟土地區(qū)已得到較廣泛的應(yīng)用，特別是近年來地基處理（如粉噴樁工程）技術(shù)由于施工質(zhì)量不易控制造成工程質(zhì)量問題較多的情況下，減少沉降樁基礎(chǔ)由于造價與地基處理方法相當?shù)|(zhì)量控制有保障的顯著優(yōu)點使其工程應(yīng)用更受重視，1997年上海市建委為提高建筑住宅的工程質(zhì)量，曾下文件要求在上海行政轄區(qū)內(nèi)所有擬建建筑物的地基基礎(chǔ)都必須進行沉降驗算和沉降控制設(shè)計。目前在上海采用減少沉降樁基礎(chǔ)的多層建筑物已超過百萬平方米，節(jié)省的基礎(chǔ)費用數(shù)以億計，減少沉降樁基礎(chǔ)已發(fā)展成為上海地區(qū)控制住宅建筑物基礎(chǔ)沉降的主要基礎(chǔ)型式之一。下述的兩個減少沉降樁基礎(chǔ)是筆者作為技術(shù)咨詢做的兩個實際工程，其中一個是多層廠房，一個是小高層辦公樓，它們原都已按現(xiàn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范完成了樁基設(shè)計，后由筆者采用減少沉降樁技術(shù)重新進行了設(shè)計，減少了樁數(shù)，節(jié)省了基礎(chǔ)投資。1. 工程1 上海某廠主廠房為5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部6層。根據(jù)地質(zhì)勘探報告，主廠房地區(qū)存在較好的硬表土層，其承載力基本上可以滿足廠房荷載的要求，可以作為淺基礎(chǔ)的持力層。但在淺部硬土層的下面存在較厚的下臥軟土，按照上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中給出的淺基礎(chǔ)沉降計算方法對沉降進行驗算，其沉降值達到550mm以上，超過規(guī)范所容許的沉降范圍，因此不能完全采用淺基礎(chǔ)。為了將沉降減少到規(guī)范所容許的范圍內(nèi)，上海市某設(shè)計院決定采用樁基礎(chǔ)，根據(jù)上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范及實際地質(zhì)條件，設(shè)計采用300300mm鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁長21米，總樁數(shù)為236根。該套設(shè)計圖于1992年4月4日完成，并由設(shè)計院發(fā)給建設(shè)單位。從淺基礎(chǔ)到采用樁基礎(chǔ)，盡管能將沉降減下來（見圖4），但造價同時也增加較多。為了盡可能降低造價，設(shè)計人員與同濟大學討論研究，決定采用減少沉降樁理論對樁基礎(chǔ)重新進行設(shè)計。仍然采用30030021000鋼筋混凝土預(yù)制樁，但認為單樁承擔的荷載比常規(guī)樁基礎(chǔ)中承擔的荷載大，對本