【正文】 層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，基礎埋深較大，甚至超過 20m。 (5) 造價高、工期長。為適應復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與樁結(jié)合起來構(gòu)成樁 筏基礎或樁 箱基礎。 (2) 地基土的強度和變形：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度和剛度。 (4) 地基、基礎及上部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設計中考慮三者共同作用的問題，仍然是目前的一個重要課題，考慮三者共同工作進行設計，可以使設計更合理，節(jié)省投資，提高設計的水平。筏板僅是一個受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計算方法計算（僅考慮局部彎曲）。 (2) 筏板承擔建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為荷載，用地基計算模型或倒樓蓋的方法計算內(nèi)力計算。 (3) 樁 筏共同工作計算模型。 (2) 樁 筏基礎共同作用 為了考慮樁 筏基礎的共同作用，引入兩個特征相對剛度系數(shù)： 筏 土相對剛度系數(shù)： 樁 土相對剛度系數(shù)： 4233)1(4RSsRRRR LEBtEK ? ???SPP EEK ?根據(jù)上述定義的相對剛度系數(shù)及計算分析結(jié)果，樁 筏相互作用具有以下規(guī)律： 筏板的相對剛度 KR對 B方向沉降的影響 樁間距與沉降的關系 ? 樁 筏基礎的沉降（樁 筏基礎的沉降包括總沉降及差異沉降） ① 筏的剛度大小對樁 筏基礎的沉降及沉降差異影響明顯，筏板的剛度增大，基礎沉降減小，基礎沉降趨于均勻化； ② 基礎沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在 6d以內(nèi)時，樁間距對基礎沉降的影響并不明顯； ③ 樁的長細比對樁 筏基礎的影響比較明顯，當樁徑一定，增大樁的長度就相應地增大了樁 土體系的剛度，因此，樁的長細比增大，樁 筏基礎的沉降相應減小，根據(jù)下圖所示結(jié)果，當樁的長細比 L/d在 50~100之間時，與常規(guī)筏基相比（無樁筏基），樁 筏基礎的沉降可以降低至無樁筏基的 20%。樁的相對剛度減小，基礎的沉降增大。 最大差異沉降與樁間距 s/d 的關系 最大差異沉降與筏板相對剛度的關系 ? 樁 筏基礎筏板內(nèi)力 設計樁 筏基礎時，筏板內(nèi)力計算是筏板強度驗算及配筋的依據(jù)，通常受筏板的相對剛度、樁間距、樁的相對剛度、樁的長細比等因素影響。 筏板最大彎矩隨筏板相對剛度 KR的變化 筏板最大彎矩隨樁間距增大的變化 ? 樁 筏基礎樁頂反力分布 樁頂反力分布與相對剛度的關系 樁頂反力分布與樁間距的關系 ① 筏板的相對剛度增大，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，隨著筏板的相對剛度減小（柔性化），各樁的樁頂反力趨于均勻； ② 樁間距較小時，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 筏基礎的設計中，適當增大樁間距可使各樁受力趨于均勻； ③ 樁的長細比減小，角樁及邊樁承擔荷載增加，樁的相對剛度減小，角樁及邊樁承擔荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長細比及樁的相對剛度對樁頂反力分布影響較小。對于上部荷載較大的高層建筑，樁 筏是共同承擔荷載的，筏板的相對剛度、樁間距、樁的長細比及樁的相對剛度等都會對樁 筏的荷載分配產(chǎn)生影響。 樁的分擔系數(shù)隨 KR的變化 樁的分擔系數(shù)與樁間距的關系 樁 筏基礎的構(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)、及對地基分擔荷載的要求等因素確定?；A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符合以下規(guī)定； ? 樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度，對于大直徑樁，不宜小于 100mm，對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，對于抗拔樁不應小于鋼筋直徑的 45倍。 (1) 計算原理：以筏板為例說明，筏板內(nèi)力按截條多跨連續(xù)梁計算，計算時從縱橫兩個方向分別截取跨中到跨中或跨中到板邊的板帶，將板帶簡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)力學方法近似計算各板帶的內(nèi)力。但在實際計算中，由于樁反力分布及樁筏基礎豎向剛度不易計算，因而目前計算中還沒有對板帶進行縱橫方向荷載分配，設計中大部分計算還是直接將縱橫板帶交點處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。 ? 剛性板條法計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； ? 剛性板條法計算的內(nèi)力沒有考慮基礎板整體彎曲的影響。 (1) 計算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁的作用，考慮了地基與基礎的相互作用，是目前計算筏板基礎內(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。 對于下圖所示對稱荷載矩形基礎板，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 將基礎板沿 x和 y兩個方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸的板簡化為在網(wǎng)格結(jié)點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)，此時各彈簧之間可以傳遞剪應力。 K為地基系數(shù)。 當基礎板的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為 N時，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，對于樁筏基礎需要在此基礎上進行加樁分析。 }{}]{[ 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)，為反映樁筏基礎的實際工作特性，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中樁的非線性性質(zhì)。 iii sKP 39。 (3) 內(nèi)力計算 樁筏基礎底板的內(nèi)力及樁頂反力的計算是一個迭代計算的過程，迭代求解的步驟為： ? 利用差分方程計算各節(jié)點的位移 w； ? 根據(jù)地基計算模型求解基底反力及樁頂反力； ? 根據(jù)節(jié)點位移計算板邊、板角的集中反力； ? 根據(jù)內(nèi)力差分計算公式計算底板內(nèi)力； ? 調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復計算。 用彈性板法計算時，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及樁端平面的附加應力疊加效應，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應，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。 (4) 有限單元法 相對于有限差分法，樁筏（箱）基礎的有限單元法在邊界條件和計算對象等方面具有更好的靈活性。 ? 基本方程 根據(jù)筏板基礎的有限元方程，可以建立樁筏基礎的有限元方程： 其中， K為基礎剛度， 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)對基礎接觸面邊界節(jié)點的等效荷載。 ? 樁土支撐體系的剛度矩陣