【正文】 方法大都是對整體沉降進(jìn)行分析，而對差異沉降基本是無能為力。實(shí)際工程中，如果能夠準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的差異沉降則可以通過調(diào)節(jié)樁長、樁徑、樁位來進(jìn)行樁土剛度調(diào)整，取得沉降均勻，板內(nèi)彎矩減小，減少配筋的良好效果。 樁筏基礎(chǔ)應(yīng)用的廣泛性和目前分析設(shè)計(jì)方法的落后形成了鮮明的對比，即樁筏基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)的迫切性和其目前研究水平的不相適應(yīng)性二者產(chǎn)生了一個(gè)尖銳的矛盾，而這正是推動(dòng)樁筏基礎(chǔ)研究水平迅速發(fā)展的不竭動(dòng)力 (王偉， 2020)。對于前者可以采用由整體到局部，再由局部到整體的分析思路來把復(fù)雜事物簡化，最終再集合來分析整個(gè)系統(tǒng)。 理論研究的趨勢 在 20 世紀(jì) 90 年代后，樁基礎(chǔ)領(lǐng)域研究重點(diǎn)逐步傾向于樁筏基礎(chǔ)方向。另一方面得益于 90 年代后計(jì)算機(jī)硬件水平的飛速發(fā)展，使得各種數(shù)值分析方法如邊界元法、有限單元法等恢復(fù)了在樁基礎(chǔ)領(lǐng)域內(nèi)的活力，從而 使樁筏基礎(chǔ)這一復(fù)雜體系的廣泛分析成為可能。 由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的引入，對于原來難以分析的土層橫向不均勻性的成為可能，考慮 4 土層的橫向不均勻性。同時(shí)考慮實(shí)際設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)，能夠讓該方 法能夠反映實(shí)際的工程特點(diǎn)。 隨著高層建筑越建越高，為確保建筑物的安全，樁長也是越來越長，筏板越來越厚，但是實(shí)際中的安全儲(chǔ)備到底有多大也不是很清楚，本文通過環(huán)球金融中心的超高程建筑的工程實(shí)測數(shù)據(jù)分析為此類工程的設(shè)計(jì)提供了有益的參考。 邊界條件 對于樁基礎(chǔ)在地層的中的影響范圍，即上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載在地層的影響深度的分析，采用應(yīng)力比法。對于某些地方經(jīng)驗(yàn)充足的地區(qū)常不采用程序自動(dòng)計(jì)算的土層深度，而是采用地方經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候可以采用程序把輸入的土層全部考慮的方法完成壓縮層的處理，同時(shí)把范圍的處理過程讓用戶處理。 應(yīng)力比法中采用附加應(yīng)力相對于土層的自重應(yīng)力的 1或 2兩個(gè)參數(shù)的確定有一定的合理性。對于高壓縮性土層可取附加壓力等于土層有效自重壓力 1 的深度。此規(guī)范條文說明的第 (4)條說明 :按變形計(jì)算深度控制一般自樁端下算起，最大勘探深度取決于變形計(jì)算深度 。上海市民用建筑設(shè)計(jì)院通過實(shí)測，以各種公式計(jì)算，認(rèn)為群樁中變形計(jì)算深度主要與樁群寬度 b 有關(guān)，而與樁長關(guān)系不大 。根據(jù)北京市勘查設(shè)計(jì)研究院對若干典型住宅和辦公樓的計(jì)算，對于比較堅(jiān)硬場地，當(dāng)建筑層數(shù)在 1 2 32 層，基礎(chǔ)寬度為 2445m，基礎(chǔ)埋 5 置深度為 79m，以及地下水位變化很大的情況下，變形計(jì)算深度 (從樁尖算起 )為 ( ):對于比較軟弱的地基，各項(xiàng)條件相同時(shí)，為 ()b。 通過 分析可以發(fā)現(xiàn)，樁的剛度影響因素主要為三部分 : 1)樁身材料性質(zhì)、樁長、樁徑等因素，這主要是對樁身的壓縮產(chǎn)生影響，從而影響剛度大小。 3)樁端的土層的厚度，壓縮模量、泊松比等因素，這主要是在分析樁端土部分的沉降時(shí)體現(xiàn)的，最后在樁土剛度中體現(xiàn)。 設(shè)置后澆帶注意事項(xiàng) 當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的平面尺寸超過混凝土 規(guī)范規(guī)定的伸縮縫最大間距 (混凝土規(guī)范第 條 )時(shí)，可考慮采用施工后澆帶的方法來適當(dāng)增大伸縮縫間距。當(dāng)?shù)厣辖Y(jié)構(gòu)由于抗震設(shè)計(jì)需要而設(shè)置了防震縫時(shí)，伸縮縫寬度應(yīng)滿足防震縫寬度的要求。除在施工階段設(shè) 置后澆帶外，應(yīng)該加強(qiáng)地下室頂板及地下室外墻的配筋，建議縱向鋼筋最小配筋率不宜小于%，鋼筋應(yīng)盡可能選擇直徑較小的，一般 1016mm 即可。 對高層建筑主體與裙房之間是設(shè)置永久變形縫，還是在施工階段設(shè)置沉降后澆帶，應(yīng)該根據(jù)建筑場地地基持力層土質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式、上部結(jié)構(gòu)布置等條件綜合確定 .當(dāng)?shù)鼗至油临|(zhì)較好，例如高層建筑基礎(chǔ)做在基巖層或卵石層上，或采用樁基時(shí)，高層建筑沉降變形量較小，此時(shí)可考慮采用施工后澆帶而不設(shè)置永久變形縫，將 高層建筑與裙房基礎(chǔ)(或地下室 )連成整體。當(dāng)高層建筑與相鄰的裙房之間設(shè)置永久變形縫時(shí)，高層建筑的基礎(chǔ)埋深一般應(yīng)大于裙房基礎(chǔ)埋深至少 2 米，不滿足此要求時(shí)應(yīng)計(jì)算高層建筑的穩(wěn)定性，并采取可靠措施防止高層建筑與裙房之間發(fā)生相互傾斜。后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力 較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯(cuò)開，后澆帶間距一般為 30 米至 50 米。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，尚應(yīng)采取其他措施，通?？煽紤]以下方法： l)高層建筑采用樁基或其他地基基礎(chǔ)處理方法，或補(bǔ)償基礎(chǔ)。其目的是調(diào)節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。 3)結(jié)合高層建筑埋置深度要求，調(diào)整高層建筑地下室高度，使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上，可有效地減小高層建筑的沉降量。上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基共同作用的分析方法，就 是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基三者作為一個(gè)彼此協(xié)調(diào)工作的整體進(jìn)行分析，計(jì)算各部分的內(nèi)力與變形。共同作用分析法的核心是結(jié)構(gòu)的整體分析，研究結(jié)構(gòu)整體的內(nèi)力與變形。由于結(jié)構(gòu)荷載的作用，地基將產(chǎn)生變形，但地基的變形將受到基礎(chǔ)的制約，基礎(chǔ)的剛度不同，其制約的程度也不同。所以在共同作用分析法中，上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者之間是相互影響、相互制約的關(guān)系。 目前，共同作用分析方法難以推廣的原因，一是受計(jì)算手段的限制 。三是盡管多數(shù)設(shè)計(jì)人員意識(shí)到共同作用分析的重要性，但由于缺乏成熟的計(jì)算理論和方法，他們?nèi)韵矚g采用納入規(guī)范、簡單而安全的理論來進(jìn)行設(shè)計(jì)。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 (GB5007 一 2020)》 條規(guī)定 :(軟弱地基 )在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)和地基的共同作用 。新的《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 (報(bào)批稿 ) 第 5 款規(guī)定 :對按變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的樁基，宜進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)一承臺(tái)一樁土共同作用工作分析。規(guī)范都要求考慮上部結(jié)構(gòu)的作用，但是沒有統(tǒng)一的方法考慮。當(dāng)?shù)鼗兊密浫鯐r(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)力和撓曲增加，上部結(jié)構(gòu)中內(nèi)力發(fā)生變化 。同時(shí)，上部結(jié)構(gòu)中的次應(yīng)力也減小。進(jìn)行共同作用分析時(shí)應(yīng)該確定基礎(chǔ)和地基兩者界面處的邊界條件，然而這是一 個(gè)比較困難的任務(wù)。同時(shí)，孔隙水壓力的變化，可能改變壓縮過程中的摩擦力大小和分布。此外，除了要 8 確定界面上的摩擦條件外，還要規(guī)定界面脫離接觸的條件。總之，基礎(chǔ)與地基的摩擦條件和觸離條件是非常復(fù)雜的。 螺紋灌注樁適用范圍 螺紋灌注樁適用于淤泥質(zhì)鉆土、私土、粉質(zhì)粘土、粉土、砂土層和粒徑小于 30 m m的卵礫石層及強(qiáng)風(fēng)化巖等地層，對非均質(zhì)含碎磚、混凝土塊的雜填土層及粒徑大于 30 m m的卵礫石層成孔困難 很大。 螺紋灌注樁樁型特點(diǎn) 螺紋樁的整個(gè)樁身均形成螺紋段，因其存在使土體抗剪強(qiáng)度大幅提高，從而使樁側(cè)阻力也有較大提高。因此，在相同條件下，螺紋樁與普通長螺旋鉆孔灌注樁 (直桿灌注樁 )相比，單樁極限承載力有顯著提高。當(dāng)然，在實(shí)際施工中需 將擠土效應(yīng)控制在有利的狀態(tài)下。 螺紋樁施工工藝簡便，在正確操作的前提下不存在清底、排土、泥漿護(hù)壁、塌孔、縮徑和斷樁等問題，樁身質(zhì)量可靠，低噪聲、低振動(dòng)、無泥漿污染，屬綠色環(huán)保樁型。按測量放線位置將螺紋樁機(jī)就位。樁機(jī)調(diào)平并穩(wěn)固，確保成孔垂直度。下鉆過程中樁機(jī)自控系統(tǒng)嚴(yán)格控 9 制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配，要求鉆桿旋轉(zhuǎn)一周，下降一 個(gè)螺距，鉆至設(shè)計(jì)深度，在土體中形成螺紋狀段。鉆頭鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，樁機(jī)反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，提鉆過程中自控系統(tǒng)嚴(yán)格控制鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，保持同步和匹配，要求鉆桿提升旋轉(zhuǎn)一周，上升一個(gè)螺距。⑤停泵。⑥提出鉆頭。⑦沉放鋼筋籠。⑧成樁，準(zhǔn)備下一循環(huán)作業(yè)。②螺紋樁的施工方法與鉆孔壓注樁 C FA 工法樁及后植入鋼筋籠灌注樁施工方法有共同點(diǎn)，即用成孔設(shè)備鉆成孔達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)深度后，再用混凝土泵通過鉆桿中心將混凝土壓入到已鉆成的樁孔中形成樁體，不同之處在于螺紋樁通過擠壓方式形成樁孔 ，而后兩類樁則通過非擠土鉆孔方式形成樁孔。 FDP 樁采用橄欖形即錐形擠土體擠壓成等直徑樁體，而螺紋樁則采用擠壓旋轉(zhuǎn)成孔技術(shù)形成螺紋形樁體。⑤擠壓成孔、中心壓灌混凝土護(hù)壁和成樁合三為一，從根本上排除了余土外運(yùn)、泥漿污染和泥漿處理的問題，做到了綠色施 工。泵壓混凝土具有一定動(dòng)壓力，樁端和樁側(cè)與樁身周圍土壤結(jié)合緊密，無泥皮影響。特別對基礎(chǔ)樁抗拔受力性能的改善起到了重要作用。 螺紋灌注樁施工要點(diǎn) 成孔螺紋樁機(jī)當(dāng)需穿越老乳土、厚層砂土、碎石土及塑性指數(shù)大于 25 的私土?xí)r，應(yīng)進(jìn)行試鉆。鉆進(jìn)過程中，如遇到卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)生異常的聲響時(shí)，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。初凝時(shí)間應(yīng)大于 1h。宜加粉煤灰和外加劑，采用 1 級粉煤灰，其用量不少于 75 kg/m3。 混凝 土泵送 混凝土泵應(yīng)根據(jù)樁徑選型，安放位置應(yīng)與鉆機(jī)的施工順序相配合，泵管布置盡量減少彎道，泵與鉆機(jī)的距離不宜超過 60 m?；炷恋谋盟蛻?yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)鉆機(jī)移位時(shí)，混凝土泵料斗內(nèi)的混凝土應(yīng)連續(xù)攪拌，泵送混凝土?xí)r，料斗內(nèi)混凝土的高度不得低于 400 mm，以防吸進(jìn)空氣造成堵管。當(dāng)氣溫高于 30℃時(shí)，應(yīng)在輸送泵管上覆蓋隔熱材制，每隔一段時(shí)間灑水濕潤，以防管內(nèi)混凝土失水離析，造成堵塞泵管。通過自控系統(tǒng)，勻速控制提桿速度，樁徑 400 mm 的樁鉆桿提升速度為 m/min,樁徑 500 mm 的樁鉆桿提升速度為 m/min。螺紋樁的充盈系數(shù)應(yīng)為 。成樁后，應(yīng)及時(shí)消除鉆桿及軟管內(nèi)殘留混凝土。隨時(shí)檢查泵管密封情況，以防漏水造成 局部坍落度損失。混凝士灌注結(jié)束后，若鋼筋籠長度不長，且混凝土坍落度合適時(shí)應(yīng)立即將鋼筋籠沉入混凝土樁體中。混凝土的和易性是鋼筋籠植入到位 (到設(shè)計(jì)深度 )的充分條件，經(jīng)驗(yàn)表明，樁孔內(nèi)混