【正文】 層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，基礎(chǔ)埋深較大，甚至超過 20m。 (5) 造價(jià)高、工期長。為適應(yīng)復(fù)雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，可以將筏板或箱基礎(chǔ)與樁結(jié)合起來構(gòu)成樁 筏基礎(chǔ)或樁 箱基礎(chǔ)。 (2) 地基土的強(qiáng)度和變形：為了滿足地基承載力條件及減小地基變形，要求地基土具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 (4) 地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設(shè)計(jì)中考慮三者共同作用的問題，仍然是目前的一個(gè)重要課題，考慮三者共同工作進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更合理，節(jié)省投資，提高設(shè)計(jì)的水平。筏板僅是一個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計(jì)算方法計(jì)算（僅考慮局部彎曲）。 (2) 筏板承擔(dān)建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為荷載，用地基計(jì)算模型或倒樓蓋的方法計(jì)算內(nèi)力計(jì)算。 (3) 樁 筏共同工作計(jì)算模型。 (2) 樁 筏基礎(chǔ)共同作用 為了考慮樁 筏基礎(chǔ)的共同作用，引入兩個(gè)特征相對(duì)剛度系數(shù)： 筏 土相對(duì)剛度系數(shù)： 樁 土相對(duì)剛度系數(shù)： 4233)1(4RSsRRRR LEBtEK ? ???SPP EEK ?根據(jù)上述定義的相對(duì)剛度系數(shù)及計(jì)算分析結(jié)果，樁 筏相互作用具有以下規(guī)律： 筏板的相對(duì)剛度 KR對(duì) B方向沉降的影響 樁間距與沉降的關(guān)系 ? 樁 筏基礎(chǔ)的沉降（樁 筏基礎(chǔ)的沉降包括總沉降及差異沉降） ① 筏的剛度大小對(duì)樁 筏基礎(chǔ)的沉降及沉降差異影響明顯，筏板的剛度增大，基礎(chǔ)沉降減小，基礎(chǔ)沉降趨于均勻化； ② 基礎(chǔ)沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在 6d以內(nèi)時(shí)，樁間距對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響并不明顯； ③ 樁的長細(xì)比對(duì)樁 筏基礎(chǔ)的影響比較明顯，當(dāng)樁徑一定，增大樁的長度就相應(yīng)地增大了樁 土體系的剛度，因此，樁的長細(xì)比增大，樁 筏基礎(chǔ)的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)下圖所示結(jié)果，當(dāng)樁的長細(xì)比 L/d在 50~100之間時(shí)，與常規(guī)筏基相比（無樁筏基），樁 筏基礎(chǔ)的沉降可以降低至無樁筏基的 20%。樁的相對(duì)剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。 最大差異沉降與樁間距 s/d 的關(guān)系 最大差異沉降與筏板相對(duì)剛度的關(guān)系 ? 樁 筏基礎(chǔ)筏板內(nèi)力 設(shè)計(jì)樁 筏基礎(chǔ)時(shí)，筏板內(nèi)力計(jì)算是筏板強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋的依據(jù)，通常受筏板的相對(duì)剛度、樁間距、樁的相對(duì)剛度、樁的長細(xì)比等因素影響。 筏板最大彎矩隨筏板相對(duì)剛度 KR的變化 筏板最大彎矩隨樁間距增大的變化 ? 樁 筏基礎(chǔ)樁頂反力分布 樁頂反力分布與相對(duì)剛度的關(guān)系 樁頂反力分布與樁間距的關(guān)系 ① 筏板的相對(duì)剛度增大，樁頂反力趨于不均勻，且角樁及邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁的樁頂反力，隨著筏板的相對(duì)剛度減?。ㄈ嵝曰?，各樁的樁頂反力趨于均勻； ② 樁間距較小時(shí)，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁頂反力分布明顯不均勻，角樁與邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁，而增大樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，因此，樁 筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，適當(dāng)增大樁間距可使各樁受力趨于均勻； ③ 樁的長細(xì)比減小，角樁及邊樁承擔(dān)荷載增加，樁的相對(duì)剛度減小，角樁及邊樁承擔(dān)荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長細(xì)比及樁的相對(duì)剛度對(duì)樁頂反力分布影響較小。對(duì)于上部荷載較大的高層建筑，樁 筏是共同承擔(dān)荷載的，筏板的相對(duì)剛度、樁間距、樁的長細(xì)比及樁的相對(duì)剛度等都會(huì)對(duì)樁 筏的荷載分配產(chǎn)生影響。 樁的分擔(dān)系數(shù)隨 KR的變化 樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距的關(guān)系 樁 筏基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 (1) 底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對(duì)地基分擔(dān)荷載的要求等因素確定?；A(chǔ)梁與地下室底層柱、剪力墻的連接及構(gòu)造尺寸可參見圖： (5) 樁與箱基或筏基的連接應(yīng)符合以下規(guī)定； ? 樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度，對(duì)于大直徑樁，不宜小于 100mm，對(duì)于中小直徑的樁不宜小于 50mm； ? 樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長度不宜小于鋼筋直徑的 35倍，對(duì)于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的 45倍。 (1) 計(jì)算原理：以筏板為例說明，筏板內(nèi)力按截條多跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算時(shí)從縱橫兩個(gè)方向分別截取跨中到跨中或跨中到板邊的板帶，將板帶簡(jiǎn)化為以板下的樁為支座的多跨連續(xù)梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為連續(xù)梁的荷載，按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法近似計(jì)算各板帶的內(nèi)力。但在實(shí)際計(jì)算中，由于樁反力分布及樁筏基礎(chǔ)豎向剛度不易計(jì)算，因而目前計(jì)算中還沒有對(duì)板帶進(jìn)行縱橫方向荷載分配，設(shè)計(jì)中大部分計(jì)算還是直接將縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。 ? 剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布； ? 剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。 (1) 計(jì)算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁的作用，考慮了地基與基礎(chǔ)的相互作用，是目前計(jì)算筏板基礎(chǔ)內(nèi)力的一種較為可靠的方法。 (2) 有限差分法 ? 有限差分方程 ① 板的撓曲微分方程 將巴斯捷納克雙參數(shù)模型代入撓曲微分方程。 對(duì)于下圖所示對(duì)稱荷載矩形基礎(chǔ)板，在板邊 x=0、 2l 和y=0、 2b處的自由邊界條件為： 板角處的自由邊界條件： ③ 差分方程 將基礎(chǔ)板沿 x和 y兩個(gè)方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸的板簡(jiǎn)化為在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處支撐在有限剛度為 k 的 pGk?2????????????????????????0)(,0)2,()0,(0)(,0),2(),0(2,02,0lbyxyyyyblxxyxxxQxMQbxMxMQyMQylMyM扭矩 0432 ?? cpxy wGM雙參數(shù)地基上的彈性板 彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時(shí)各彈簧之間可以傳遞剪應(yīng)力。 K為地基系數(shù)。 當(dāng)基礎(chǔ)板的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為 N時(shí)，最終可以形成 N階線性方程組，用矩陣形式可以表示為： ④ 加樁分析 上述矩陣方程為未考慮樁的差分方程，對(duì)于樁筏基礎(chǔ)需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加樁分析。 }{}]{[ FwA ?? 一般樁的荷載 ~位移曲線（ P~s曲線）呈現(xiàn)明顯的非線性性質(zhì)，為反映樁筏基礎(chǔ)的實(shí)際工作特性，分析中可以考慮采用試樁 P~s曲線的雙曲線模型來模擬樁筏基礎(chǔ)中樁的非線性性質(zhì)。 iii sKP 39。 (3) 內(nèi)力計(jì)算 樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)算是一個(gè)迭代計(jì)算的過程，迭代求解的步驟為： ? 利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移 w； ? 根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力； ? 根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板角的集中反力； ? 根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力； ? 調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計(jì)算。 用彈性板法計(jì)算時(shí)，樁頂剛度根據(jù)單樁的 P~s曲線確定，由于滿堂群樁的群樁效應(yīng)及樁端平面的附加應(yīng)力疊加效應(yīng)，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間樁的 P~s曲線存在一定的差異，一般可以考慮將單樁試樁曲線按一定比例折減來反映這種效應(yīng)。 (4) 有限單元法 相對(duì)于有限差分法，樁筏（箱）基礎(chǔ)的有限單元法在邊界條件和計(jì)算對(duì)象等方面具有更好的靈活性。 ? 基本方程 根據(jù)筏板基礎(chǔ)的有限元方程，可以建立樁筏基礎(chǔ)的有限元方程： 其中， K為基礎(chǔ)剛度， Kb為上部結(jié)構(gòu)剛度， [Ksp]為樁土支撐體系的剛度矩陣， Sb為上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)接觸面邊界節(jié)點(diǎn)的等效荷載。 ? 樁土支撐體系的剛度矩陣