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众多实测资料表明,桩间土会分担部分上部荷载,但常规设计方法却忽略了桩间土的竖向直接承载力。疏桩基础是把按常规方法设计的工程桩进行精简与疏布,让桩间土直接承担更多的荷载。目前,疏桩基础的研究与工程实践多局限在多层建筑上,其实高层建筑完全可以采用疏桩基础,这是因为高层建筑整体刚度大且基础沉降限制不苛刻,有利于桩间土竖向直接承载能力的发挥。
高层建筑疏桩基础,目前还没有完善的设计方法,没有合理的控制标准,这在一定程度上制约了疏桩基础在高层建筑中的应用和推广。本文根据疏桩基础的研究现状及工程实践的需要,利用具体工程现场测试数据及有限元模拟计算结果,推导出能满足实际工程应用的高层建筑疏桩基础设计方法,具体内容如下:
1)只有满足了一定的适用条件,高层建筑才可以考虑采用疏桩基础。首先是地质条件允许,承台底地基土的天然承载力满足率不小于0.5;其次是工程桩需要有准确的、稳定的承载力,单桩的荷载沉降曲线不发生回折现象;另外,为了更好地发挥桩间土的竖向直接承载能力和安全需要,桩间土的荷载分担比限制在50%以内,桩距限制在5~8倍桩径。
2)疏桩基础以变形控制为设计原则,设计时,先以桩间土分担50%的上部荷载试算群桩基础的沉降量,如果沉降量不在允许值范围内,可以减小桩间土的荷载分担比,直到沉降量满足要求为止,然后根据工程桩所分担的荷载确定工程桩数与桩距,工程桩的设计承载力根据单桩的极限承载力确定。
3)疏桩基础的总沉降量是由工程桩承担荷载和桩间土承担荷载引起的沉降之和,由工程桩承担荷载引起的沉降取为1cm(大直径桩不在此限),由桩间土承担荷载引起的沉降按分层总和法计算。