[分享]桩基变刚度设计细则

 1、框筒结构

    （1）核心筒和外框柱的基桩宜按集团式布置于核心筒和柱下，以减小承台内力和减小各部分的相互影响。

    荷载高集度区得核心筒，桩数多，桩距小，不考虑承台分担荷载效应。

    对于非软土地基，外框区应按复合桩基设计，既充分发挥承台分担荷载效应，减少用桩量，又可降低内外差异沉降。

当存在2个以上桩端持力层时，宜加大核心筒桩长，减小外框区桩长，形成内外桩基应力场竖向错位，以减小相互影响，降低差异沉降。

    （2）以桩筏总承载力特征值与总荷载效应标准组合值平衡为前提，强化核心区，弱化外框区。

    核心区强化指数：

    对于核心区与外框区桩端平面竖向错位或外框区柱下桩数不超过5根时，宜取1.05～1.15，外框架为一排柱取低值，二排柱取高值；

    对于桩端平面处在同一标高且柱下桩数超过5根时，核心区强化指数宜取1.2～1.3，一排柱取低值。

    外框区弱化指数根据核心区强化指数越高、弱化指数越低的关系确定；或按总承载力特征值与总荷载标准值平衡，由单独控制核心区强化指数，使外框区相应弱化。

    （3）对于框剪、框支剪力墙、筒中筒结构形式，可参照框筒结构变刚度调平原则布桩。对荷载集度高的电梯井、楼梯间予以强化，其强化指数按其荷载分布特征确定。

    2、剪力墙结构

    剪力墙结构不仅整体刚度好，且荷载由墙体传递于基础，分布较均匀。对于荷载集度较高的电梯井和楼梯间应强化布桩。基桩宜布置在墙下，对于墙体交叉、转角处应予以布桩。当单桩承载力较小，按满堂布桩时，应适当强化内部、弱化外围。

    3、桩基承台设计

    由于按前述变刚度调平原则优化布桩，各分区自身实现抗力与荷载平衡，促使承台所受冲切力、剪切力和整体弯矩降至最小，因而承台厚度可相应减小。【按传统设计理念，桩筏基础的筏式承台往往采用与天然地基相同要求确定其最小板厚、梁高等】

    对变刚度调平设计的承台，应按计算结果确定截面和配筋。

    最小板厚和梁高：

    （1）对于柱下梁板式承台，梁的高跨比和平板式承台板的厚跨比，宜取1/8（相当于天然地基最小板厚1/6的3/4）；

    （2）梁板式筏式承台的板厚与最大双向板格短边净跨之比，不宜小于1/16，且不小于400mm；

    （3）对于墙下平板式承台，厚跨比不宜小于1/20，且厚度不小于400mm。

    （4）筏板最小配筋率应符合规范要求。

    筏形承台的选型：

    （1）对于框筒结构，核心筒和柱下集团式布桩时，核心筒宜采用平板，外框区宜采用梁板式；

    （2）对于剪力墙结构，宜采用平板式。

    承台配筋：

    在实施变刚度调平布桩时，可按局部弯矩计算确定。

    4、共同作用分析与沉降计算

    对于框筒结构宜进行上部结构—承台—桩土共同作用计算分析，据此确定沉降分布、桩土反力分布和承台内力。当计算差异沉降未达到最佳目标时，应重新调整布桩直至满意为止。

当不进行共同作用分析时，更应按规范规定计算沉降，据此分析检验差异沉降等指标。

 

    变刚度调平设计可取得明显的经济效益：变刚度调平布桩，实现墙柱荷载与桩土抗力局部平衡，消除马鞍形反力分布，促使承台冲剪弯内力大幅减小，承台材耗相应降低20%～40%；刚度弱化区采用复合桩基或天然地基，发挥承台分担作用，从而减少用桩量20%～30%；对于符合前述主裙连体建筑可不设置沉降后浇带的情况，不设沉降后浇带可节约材耗人工，缩短工期。