桩基变刚度调平设计研究成果综述

桩筏基础论文：桩筏基础变刚度调平设计的研究【中文摘要】桩筏基础变刚度调平设计是近几十年来岩土界一直在研究的一个重要课题，许多科学工作者一对桩筏基础的研究工作进行了大量的理论分析,并做过一些模型试验和现场测试，在此基础上提出了许多的设计方法.虽然人们对桩筏基础变刚度调平有了初步的认识，但是桩筏基础变刚度调平设计还没有广泛的应用到实际的设计工作当中。

所以对桩筏基础变刚度调平设计进行更深一步的研究具有很大的实际价值。

桩筏华础变刚度调平设计是以减小差异沉降和承台内力为目标,通过调整桩长、桩距、桩径等改变基桩支承刚度的分布，达到使建筑物的沉降趋于均匀、承台内力沉降的设计方法。

本文主要是通过调整桩筏基础的桩长来实现桩筏基础的沉降量较小，同时桩筏基础的筏板内力也可以相对较小的最优化设计。

主要进行了以下几方面的工作：(1)利用Matlab语言对Mindlin应力公式计算群桩基础沉降量的过程进行编程,并通过算例比较程序得到的和手算的沉降量，结果相近，验证了本程序适用；(2)利用程序计算平均桩反力下等桩长模型试验下的群桩沉降，然后通过平均桩反力和求得的桩基沉降量确定初始桩刚度；(3)假定筏板下的桩为弹簧，桩的刚度即为弹簧刚度，利用软件ABAQ...【英文摘要】The piled raft foundation leveling design of variable stiffness is always an important subject in geotechnical field in recent decades. Many scientists has donea lot of theoretical analysis and made some model tests and field tests about the piled raft foundation research work.Based on this, many design methods are acquired. Although people have a preliminary understanding about these design methods,they haven’t taken these design methods widely to apply to the actual design work. Therefore, the further re...【关键词】桩筏基础变刚度沉降调平设计【英文关键词】piled raft foundation variable stiffness settlement levelling design【目录】桩筏基础变刚度调平设计的研究摘要4-5ABSTRACT5-6第1章绪论10-15 1.1 引言10-11 1.2 变刚度桩筏基础研究现状11-13 1.3 本文研究目的及思路13-15第2章群桩基础沉降计算15-22 2.1 引言15 2.2 单桩沉降计算方法15-17 2.3 群桩沉降计算力法17-21 2.4 小结21-22第3章群桩基础沉降计算程序22-36 3.1 引言22 3.2 MATLAB介绍22-23 3.3 群桩基础沉降计算方法23-27 3.4 程序编制27-29 3.4.1 基本假定27 3.4.2 编程思路27-29 3.5 运用程序计算实际例题29-35 3.5.1 等桩长计算29-32 3.5.2 变桩长计算32-35 3.6 小结35-36第4章桩筏基础的有限元分析36-44 4.1 引言36 4.2 桩筏基础有限元计算模型36-37 4.3 桩筏基础有限元模型37-42 4.3.1 单元类型37-40 4.3.2 有限元网格划分40 4.3.3 施加荷载40-41 4.3.4 边界条件的设置41-42 4.4 ABAQUS程序简介42-43 4.5 小结43-44第5章桩筏基础变刚度调平设计44-62 5.1 引言44 5.2 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验介绍44-46 5.2.1 原型结构44 5.2.2 模型比尺与试验方案44-45 5.2.3 地基条件45-46 5.2.4 实验结论46 5.3 高层建筑变刚度桩筏基础模型试验的数值分析46-61 5.3.1 等桩长均匀布桩47-55 5.3.2 变桩长布桩55-61 5.3.3 数值计算结果分析61 5.4 小结61-62第6章结论与展望62-64 6.1 结论62 6.2 展望62-64参考文献64-68致谢68-69攻读硕士学位期间论文发表及科研情况69。

高层建筑桩筏基础变刚度调平设计分析摘要：新修订的中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)中明确指出，要减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计是重要修订内容之一，通过调整桩基布置，使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致，可减小筏板内力，实现差异沉降、筏板内力的最小化。

随着城市化进程的加快，高层建筑工程建设项目越来越多，探讨高层建筑桩筏基础变刚度调平设计有着重大的意义。

本文主要分析了高层建筑桩基变刚度调平中的问题及其优化对策。

关键字：高层建筑；桩筏基础；变刚度调平；设计我国高层建筑当中很大部分的上部结构为框剪、框筒结构，其刚度相对较弱、荷载不均，整个高层建筑的基础多采用桩筏、桩箱的类型进行基础施工，建成后很容易出现碟形沉降。

而高层建筑的桩基变刚度调平优化是一种非常有效的基础优化形式，高层建筑桩基变刚度调平通过调整桩基竖向支承刚度，促使桩基沉降趋向均匀，显著降低基础、承台内力，上部结构次应力。

变刚度调平需要优化桩土支承刚度分布，实施强化与弱化结合，减沉与增沉结合，长桩与短桩并用，刚性桩复合地基与天然地基并用。

1高层建筑桩基变刚度调平中的问题与分析通过大量高层建筑的实际观测发现仅加大基础抗弯刚度是不能有效减小差异沉降的效4年最大差异沉降为0.0041m，超过《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）的0.002m要求，出现差异化变形、结构开裂等方面的问题，主要还是传统设计方式中的理念问题，一般原因是：高层建筑设计过程中过分注重了天然地基的利用；在设计桩筏过程中，未能及时注意到桩型、结构等问题，荷载大小分布存在不匹配的情况，未能充分利用复合桩基对系统的刚度分布进行调整，以便减小差异沉降，或对桩反力分布、利用筏板刚度调整荷载减小差异沉降的期望过高。

2减沉设计（1）桩长及桩身断面选择:选择桩长应尽可能穿过压缩性高的土层，桩端持力层压缩性应相对较低，在承台产生一定沉降时桩仍可充分发挥并能继续保持其全部极限承载力；选择桩身断面应使桩身结构强度确定的单桩容许承载力与地基土对桩的极限承载力二者匹配，以充分发挥桩身材料的承载能力。

基于变刚度调平法的储煤筒仓桩基设计方案在储煤筒仓的建设中，桩基是一个重要的设计和施工环节。

为了确保储煤筒仓的安全和稳定，需要采用科学的设计方案。

本文将介绍一种基于变刚度调平法的储煤筒仓桩基设计方案，以确保桩基在不同荷载条件下的稳定性。

1. 引言储煤筒仓是储存煤炭和其他散装物料的重要设备，其稳定性对生产和安全至关重要。

桩基作为储煤筒仓的承载结构，其设计方案直接关系到桩基的稳定性和安全性。

2. 储煤筒仓桩基设计方案的要求储煤筒仓桩基设计方案需要满足以下要求：- 承载能力高，能够承受储煤筒仓的重量和荷载。

- 建设成本低，尽可能减少施工成本。

- 施工周期短，提高施工效率。

3. 变刚度调平法原理变刚度调平法是一种常用于桩基设计的方法。

其基本原理是通过调整桩基上部的刚度，使桩基在受到荷载时产生逆弯曲，从而实现荷载的均匀分布，达到调平的效果。

4. 基于变刚度调平法的储煤筒仓桩基设计方案基于变刚度调平法的储煤筒仓桩基设计方案可以分为以下几个步骤：步骤一：确定荷载情况根据储煤筒仓的设计要求和使用条件确定荷载情况，包括静荷载、动荷载和地震荷载等。

步骤二：确定设计参数根据储煤筒仓的荷载情况和土层条件，确定设计参数，包括桩径、桩长、挠度限值等。

步骤三：选择合适的桩型根据设计参数和施工条件，选择合适的桩型，例如钢筋混凝土桩、复合桩等。

步骤四：确定桩基刚度分布根据荷载情况和桩基的设计要求，确定桩基刚度分布，即在不同位置设置不同刚度的桩。

步骤五：进行桩基施工按照设计方案进行桩基施工，包括桩的钻孔、锚固和灌注等。

步骤六：桩基受载性能检验施工完成后，进行桩基的受载性能检验，确保桩基的稳定性和安全性。

5. 结论基于变刚度调平法的储煤筒仓桩基设计方案能够有效提高桩基的稳定性和承载能力。

通过合理的设计和施工，可以确保储煤筒仓的安全运行，并减少不必要的生产损失和安全事故。

在实际工程中，设计人员应根据具体情况合理选择适宜的设计方案，并在施工过程中加强质量控制，确保桩基的质量和安全性。

高层建筑桩筏基础变刚度调平优化设计李永乐1王江锋1王茜2（1．华北水利水电学院河南，郑州，450045；2.中交第一公路勘察设计研究院有限公司）摘要：有限元计算结果表明：考虑上部结构—桩筏基础—地基共同作用时，桩筏基础在均匀布桩条件下呈中间大边缘小的“碟型”分布。

差异沉降是由于上部结构次生应力和筏板内力产生的。

通过对地基土刚度以及桩长、桩径、桩距等五种桩基刚度的调整，并分析不同刚度对基础差异沉降影响可知：改变桩长的布桩形式并结合地基土刚度调整的中心布桩形式是高层建筑桩筏基础最佳设计方案。

1.引言：目前高层建筑桩筏基础设计中，多数采用均匀等长、等径的满堂均匀布桩的方法，用有限元分析结果表明，这种满堂布桩的方法，地基的碟形沉降仍不可避免。

这是由于地基是一个完整的三维体，作用在某一点处的荷载在其余各点处也会产生位移，各点相互作用的结果，使得中间部分沉降最大，而角点沉降相对较小。

筏板中心与筏板边、角点的沉降差是导致基础内力和上部结构次生应力的根源。

虽然增加上部结构和筏板的刚度可以减小差异沉降，但是这种减小是有限的，当上部结构和筏板的刚度增加到一定程度时，对减小差异沉降效果不再明显，若继续增加，必将造成不必要的浪费。

因此，通过合理地调整地基土刚度和桩基的支承刚度，充分利用每根桩的承载力并且发挥地基土的承载能力，可达到显著减少甚至消除基础差异沉降并且降低工程造价的目的。

2上部结构—桩筏基础—地基共同作用模型的建立2.1实体模型介绍本次研究实例为15层建筑，上部结构采用纯框架结构，框架层高3.6m，纵横方向柱距均为8m，分为3跨；各层框架柱截面尺寸为800mm×800mm，梁截面尺寸为600mm×400mm，梁柱砼等级为C30，弹性模量为3×104MPa，泊松比μ=0.17，密度ρ=2500kg/m3；楼板厚度为0.20m，材料参数同梁柱；基础采用桩筏基础，筏板厚度为1m，悬挑长度为2m，筏板砼等级为C30；场地地质条件为：地表至4.0m深范围内为稍密或中密粉土，4.0~8.5m深范围内为可塑或软塑粉质粘土，8.5~12.0m深范围内为中密粉土，12m以下为硬塑粉质，地下水位在地表以下6.0m左右。

桩基变刚度调平设计研究成果综述摘要：本文主要概述了桩基变刚度调平的设计原理、设计原则，并简要介绍了目前使用较多的几种桩基变刚度调平设计方法。

关键词：基坑桩基础变刚度调平一.引言随着我国经济建设步伐的加快，越来越多的高层建筑出现在城市中，其中有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构，基础多采用桩筏，桩箱基础，且采用均匀布桩或厚筏（或箱型承台）。

由于地基是一个完整地三位体，作用在某点处的荷载在其余各点处也会产生位移，各点相互作用的结果，使得基础中间部分的沉降最大，而角点沉降相对较小，即碟形分布。

同时桩顶的反力分布也是不均匀的，其呈现出内部桩的反力小于边桩反力，边桩反力小于角桩反力的特点，即桩顶反力呈马鞍形分布（图1）。

图1 框筒、框剪结构均匀布桩反力及沉降图而由于碟形沉降而差生的沉降差，会导致基础自身以及上部结构出现附加弯矩、附加剪力乃至开裂；桩顶反力的马鞍形分布会导致基础整体弯矩增加。

这些负面效应都对结构的安全和正常使用产生不利影响，并且增加了施工中的钢筋用量。

二.问题的研究与解决在常规的桩基计算方法中，通常只考虑静力平衡条件，没有考虑接触面的变形协调，也没有考虑上部结构、基础、桩土的共同作用及群桩效应，是造成碟形沉降的主要因素。

而沉降差是导致基础内力和上部结构次应力、板厚增加、配筋增多的根源。

这主要是由于传统设计理念存在认识误差造成的，主要表现在：（1）设计中过分追求高层建筑基础利用天然地基；（2）桩筏设计中，忽视桩的选型和结构形式，荷载大小与分布相匹配；（3）桩筏设计中，忽视合理利用复合桩基调整刚度分布减小差异沉降的作用；（4）桩筏设计中对利用筏板刚度调整荷载．桩反力分布及减小差异沉降的期望值过高。

如何避免传统设计方法的缺陷，如何有效地控制沉降差的产生成为工程师们的一项重要研究课题。

由于对桩筏基础沉降，尤其是沉降差计算结果的可行性与合理性方面的运算困难，在过去相当长的时期，人们大多是被动地增加筏板厚度，这对相对较小的筏板有效；或增加筏底布桩的数量、几何尺度（桩长与桩径）、增大桩筏基础的整体刚度，通过降低沉降的绝对值而满足对沉降差的设计标准。

一柱一桩基础转动刚度的研究摘要：本文基于弹性地基梁理论，建立一柱一桩加基础连系梁情况下的计算模型，对此情况下的基础转动刚度进行研究。

结合算例，针对基础刚度对柱的影响进行分析，并提出相关设计建议。

关键词：转动刚度；弹性地基梁；一柱一桩1、概况随着机械设备和施工工艺的发展，钻（冲）孔灌注桩的优势更加明显，适用范围越来越广。

在实际工程中，对于柱底竖向荷载不大的情况，一柱一桩就可满足使用要求。

但在实际设计时，上部结构的计算均假定柱底刚接，基础转动刚度无限大。

浅基础、筏板基础及多桩承台（三桩以上）均可满足此假定。

现行的规范[1]第4.2.6条对于一柱一桩有如下规定：“一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置连系梁。

当桩与柱的截面直径之比大于2时，可不设连系梁”。

根据此条的条文解释，连系梁的作用在于保证桩基的整体刚度，且当桩与柱的截面直径之比大于2时才可满足柱底为固端的假定。

但规范未对连系梁的刚度提出要求，也未明确连系梁刚度的计算方法。

且对于桩与柱的截面直径之比小于2的情况，规范亦未提出满足柱底为固端假定的措施。

当桩和连系梁刚度无法满足柱底刚接的要求时，将会使上部结构的刚度偏小，位移偏大，为结构设计留下隐患。

针对此情况，本文对一柱一桩连接节点区域的转动刚度进行研究，并提出建议。

2、建立模型在轴向取一个断面，如下图1，取一根桩及左右连系梁，简化为如图2所示的计算简图。

假定与桩和基础梁接触的土为具有刚度的弹簧，弹簧的刚度K=bk0（其中b为连系梁或桩接触宽度（m），近似取梁宽和桩直径，k0为土体的基床系数（kN/m3））。

连系梁与相邻承台连接点为固定端。

桩的下端为固定端。

混凝土的弹性模量为Ec，柱的高度为H，桩的直径为D，连系梁的截面为bxh（宽x高）。

承台与连系梁、桩均为刚接。

柱截面为axa（宽x高）。

3、分析在计算上部结构时，一般假定柱底刚接，假定柱上下端为固定端，柱脚转动刚度为M1=a4Ec/3H，与柱相连的左右两端及桩产生单位转角的弯矩分别为M2、M3、M4。

CFG桩复合地基变刚度调平设计探析发表时间：2017-09-29T10:55:46.787Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第10期作者：陈述[导读] 建筑物长80m，宽18m，地上28层，地下2层，筏板基础。

恒大地产深圳公司摘要：本文结合实例阐述了变刚度调平设计在高层建筑CFG桩复合地基基础中的运用，既满足了建筑物的承载力要求，变桩长设计对建筑物的沉降也起到了很好的控制作用。

关键词：CFG桩复合地基；变刚度调平设计；加固效果1、工程概况建筑物长80m，宽18m，地上28层，地下2层，筏板基础。

±0.000m对应的绝对标高为20.90m，室外地坪标高16.80m。

长度方向52m 处设有抗震缝，结构设计计算缝宽195.75mm，实际留置缝宽250mm。

抗震缝左侧主楼（A段）整体高度86.55m，基底标高-7.85m，标准组合荷载490kpa，准永久组合荷载442kpa。

抗震缝右侧主楼（B段）整体高度88.35m，基底标高-9.65m，标准组合荷载490kpa，准永久组合荷载474kpa。

整个建筑物南、北、西三侧为地下车库，地下车库室内地坪标高为-6.70m。

设计要求建筑物最终沉降量不大于60mm。

（图1）：2、地质情况3、CFG桩复合地基设计3.1复合地基承载力特征值的确定由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中5.2.1-1和5.2.4公式可得fspk≥pk-ηdγm（d-0.5）。

考虑基础深度修正，并考虑地下车库自重影响（将地下车库自重看作0.5m厚土柱），则A段复合地基承载力特征值fspk，1≥pk-ηdγm（d-0.5）=490-1.0×18×（7.85-6.70+0.5-0.5）=469.30kpa，设计时按470kpa考虑。

B段复合地基承载力特征值：fspk，2≥pk-ηdγm（d-0.5）=490-1.0×18×（9.65-6.70+0.5-0.5）=436.90kpa，设计时按440kpa考虑。

刚性桩复合地基空间变刚度调平设计的开题报告一、研究背景和意义随着城市化进程不断加快，建筑物的高度和规模不断增大，给地基工程提出了更高的要求。

刚性桩复合地基是一种新型的地基加固方法，它将刚性桩和土体复合在一起，形成一种具有较高刚度和强度的复合体系。

相比于传统的地基加固方法，刚性桩复合地基具有施工简便、成本低廉、效果显著等优势，已经被广泛应用于大型建筑物、桥梁等工程中。

然而，由于土层的异质性和复杂性，在刚性桩复合地基施工过程中，可能会出现部分刚性桩与地基土体之间的空隙，导致地基整体刚度不均匀甚至出现局部软弱层，从而影响建筑物的整体稳定性。

因此，针对刚性桩复合地基的空间变刚度问题进行研究，具有重要意义。

二、研究内容和方法本文主要研究刚性桩复合地基的空间变刚度调平设计方法。

具体包括以下内容：1. 刚性桩复合地基的空间变刚度机理分析：通过理论分析和现场试验，探讨刚性桩与地基土体之间的空隙对地基整体刚度的影响机理，以及空隙大小、位置和分布对地基稳定性的影响规律。

2. 空间变刚度调平设计方法研究：基于空间变刚度机理，提出刚性桩复合地基的空间变刚度调平设计方法，包括空隙检测、空隙填充、调平层施工等步骤，通过计算分析，确定合理的调平方案，提高地基的整体稳定性和承载能力。

3. 实验验证和应用：通过室内和现场试验，验证刚性桩复合地基的空间变刚度调平设计方法的可行性和有效性，并将其应用于实际工程中，为刚性桩复合地基的施工和应用提供技术支持。

本文采用理论分析、计算模拟、室内试验和现场试验相结合的方法，对刚性桩复合地基的空间变刚度问题进行研究。

三、预期成果和意义本文的预期成果包括：1. 探讨刚性桩复合地基的空间变刚度机理，揭示空隙对地基整体刚度的影响规律。

2. 提出刚性桩复合地基的空间变刚度调平设计方法，为地基工程实际应用提供技术支持。

3. 通过室内和现场试验验证方法的可行性和有效性，推广应用该方法，提高地基工程的质量和效率。

变刚度调平法设计原理探究0 引言現如今超高层建筑经常附带底层裙房结构或大面积的地下室结构，主楼与裙房间高差差别较大，由于建筑功能多要求采用整体筏型基础。

对于地基基础，往往造成基础内力和地基沉降的差异及变化大，如果只是增加桩长或者板厚，基础造价过高，不仅经济上浪费，也并不能很好地解决差异沉降问题。

因此如何经济、安全又合理的选用主楼与裙房的基础形式，如何利用主楼与裙房荷载的差异来优化基础设计，即桩基变刚度调平法在工程运用中具有很重要的意义。

1 变刚度调平法设计原理对于传统的高层建筑桩筏基础，均匀布桩及筏板厚度，由于天然地基和均匀布桩的初始支承刚度是均匀分布的，设置于其上的刚度有限的基础（承台）受均布荷载作用时，由于桩、土相互作用导致地基或桩群的竖向支承刚度分布发生内弱外强变化，沉降变形出现内大外小的蝶形分布，而基底反力出现内小外大的马鞍形分布。

如图1所示。

当上部结构为荷载与刚度内大外小的框架-核心筒结构时，蝶形沉降会更趋明显，为避免上述负面效应，通过调整地基或基桩的竖向支承刚度分布，促使差异沉降到最小，基础或承台内力和上部结构次应力显著降低。

这就是变刚度调平概念设计的原理。

2工程运用实例--某商业办公楼基础设计2.1工程概况某34层商业办公楼，主楼总高度143.45m，采用框架-核心筒结构，裙房为三层，高度15.4m，地下室共三层，地下建筑面积约22500m2 ，为典型的大底盘带裙房框架-核心筒超高层建筑。

抗震设防烈度为6度设防，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度0.05g，设计特征周期0.65s，场地类别为IV类软土地基。

2.2 基础设计本工程基础底板结构顶标高均为-16.150m，主楼采用桩筏基础，板厚2300mm，裙房及地下室采用防水板加承台桩基结构，防水板厚800mm。

基础底板模板图如图2所示。

考虑到为了减少主楼与裙房及地下室的沉降差异，在28轴～29轴主楼与裙房之间设有一道沉降后浇带，待主楼沉降基本完成后在封闭。

基于变刚度调平的桩基础设计发布时间：2021-01-12T07:17:25.035Z 来源：《防护工程》2020年28期作者：沈伟[导读] 实施强化与弱化结合，减沉与增沉结合，长桩与短桩并用，刚性桩复合地基与天然地基并用。

浙江诚信人才资源交流服务有限公司浙江省杭州市 310012摘要：针对现有桩基规范中变刚度调平设计理念并结合工程进行了分析与总结，对变刚度调平如何用于具体工程作了进一步探讨，并对规范中具体条文要求，结合具体工程，提出具体的设计方法，可供类似工程提供参考。

关键词：变刚度调平；桩土刚度；刚度矩阵我国高层建筑当中很大部分的上部结构为框剪、框筒结构，其刚度相对较弱、荷载不均，整个高层建筑的基础多采用桩筏、桩箱的类型进行基础施工，建成后很容易出现碟形沉降。

而高层建筑的桩基变刚度调平优化是一种非常有效的基础优化形式，高层建筑桩基变刚度调平通过调整桩基竖向支承刚度，促使桩基沉降趋向均匀，显著降低基础、承台内力，上部结构次应力。

变刚度调平需要优化桩土支承刚度分布，实施强化与弱化结合，减沉与增沉结合，长桩与短桩并用，刚性桩复合地基与天然地基并用。

一、传统桩基础设计问题在传统桩基础设计过程中，由于设计软件局限存在计算不考虑上部结构刚度及桩土刚度，仅考虑上部竖向荷载进行桩基础设计。

而这种不考虑上部结构刚度及桩土刚度带来的问题归纳起来会有以下几个方面的问题。

（1）在基础设计过程中，传统设计会忽视桩的选型应与上部结构高度、竖向荷载结果匹配的原则。

较为极端的情况会出现竖向荷载较大高层建筑采用小承载力挤土桩，由此导致挤土桩间距大面积密布，间距超出规范要求，既不能使桩基差异沉降和承台或基础底板内力得到减小，同时桩基施工带来的挤土效应的不利影响又易引发成桩质量和之后单桩承载力特征值检测结果的不足。

（2）基础设计为过分追求经济性，对于一些上部荷载与结构刚度极度不均的高层框剪结构采用箱型基础及筏形基础。

采用以上基础形式，会使基础底板的整体挠度变形和弯矩效应变大，柱端差异沉降超标，严重情况会出现基础底板开裂。

2009年7月企业技术开发桩筏基础非线性共同作用分析及变刚度调平设计何江1，傅冬平2摘要：桩筏基础的承载力、位移特征分析，尤其是建立在桩-土-筏共同作用基础上的以减小沉降差为目的的变刚度调平分析是目前桩筏基础设计的难点与热点。

文章利用桩筏基础的非线性共同作用分析方法和分析程序，分析了桩筏基础当筏板厚度和桩距、桩长、桩径变化时，筏板的位移特性和桩顶的反力及其分布规律，得到了一些有意义的结论。

利用本文的分析结果，进行桩筏基础的变刚度调平设计，以达到减少桩筏基础筏板沉降差的目的。

关键词：共同作用；位移特征；桩顶反力；桩筏基础；变刚度中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1006-8937（2009）13-0038-03Abstract:The analysis on the bearing capacity and the displacement characteristics of the pile-raft foundation,espe －cially variable rigidity analysis for balance settlement which is based on interaction analysis of pile -soil -raft and aiming at reducing the displacement difference of the raft,is the difficult and focal point of common attention in the design of the pile -raft ed the nonlinear interaction analytical method and program,the displacement characteristics of the raft and the counterforce and its distribution on the pile head are analyzed when the thickness of the raft and the spacing,the length,the diameter of the pile are changed,and some valuable conclusions are obtained in this paper.Based on the conclusions obtained in this paper,the pile-raft foundation can be designed with the variable rigidity design method for balance settlement and the objective of reducing the displacement difference of the raft can be realized.Keywords ：interaction ；displacement characteristics ；counterforce on the pile head ；pile-raft foundation ；variable rigidity（1.湘潭国家高新技术产业开发区，湖南湘潭411103；2.醴陵市环境保护局，湖南株洲412200）Nonlinear interacting analysis of piled-raft foundation andvariable rigidity design method for balance settlementHE Jiang 1，FU Dong-ping 2（１．ＸｉａｎｇｔａｎＮａｔｉｏｎａｌＨＩ－ＴＥＣＨＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＺｏｎｅ，Ｘｉａｎｇｔａｎ，Ｈｕｎａｎ４１１１０３，Ｃｈｉｎａ；２．ＬｉｌｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｚｈｕｚｈｏｕ，Ｈｕｎａｎ４１２２００，Ｃｈｉｎａ）收稿日期：2009-06-29作者简介：何江（1969—），湖南醴陵人，大学本科，工程师，研究方向：建筑工程技术与管理。

变刚度调平设计在高层建筑桩筏基础中的运用实践摘要：本文结合实例阐述变刚度调平设计在高层建筑桩筏基础中的运用，改变传统设计理念，充分优化方案，减少差异变形，降低承台（厚筏板）内力，节约成本投资，获得经济效益。

关建词：高层建筑、桩筏基础、变刚度调平设计、钻孔灌注桩、沉降观测一、工程简介靖江新城区酒店公寓楼地下1层，地上25层，裙楼5层，地上建筑面积47900m2，地下建筑面积4500m2，建筑总高度为99.4 m，框架—剪力墙结构，抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级。

主楼在西南角A～E轴与2～9轴间，裙楼沿东北方向外伸，在两端2～3轴和7～9轴间分别设有集中剪力墙，近乎两个核心筒。

该工程属于大底盘，体型复杂，地基基础设计等级为甲级。

主楼建筑物±0.00相当于黄海高程为4.20。

施工图设计时间2008年7月。

地下室平面布置见图1。

地质报告显示：场区抗震设防烈度为6度（0.05g），设计地震分组为第一组，场地类别Ⅳ类，不液化，也不考虑软土震陷影响，总体为上软下硬的不均匀建筑地基场地。

地下水土对钢筋砼无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀性。

建议基础设计为桩基（预制桩或钻孔灌注桩）。

土层情况：①层素填土:压缩性高，工程性质差；②层淤泥质粉质粘土:属高压缩性，低强度土。

fak=70kpa；qsk=18kpa；③层粉砂夹粉土：属中等压缩性，中等强度土.fak=120kpa; qsk=30kpa；④层淤泥质粉质粘土夹粉砂:属高压缩性，低强度土。

fak=105kpa; qsk=24kpa；⑤层粉砂：属中等压缩性，中等强度土.fak=150kpa; qsk=40kpa；⑥层粉质粘土：属中等压缩性，中等强度土. fak=165kpa; qsk=48kpa；⑦层粉砂夹粉土：属中等压缩性，中等强度土. fak=150kpa; qsk=41kpa；⑧层中细砂：属中低压缩性土，工程性质好，是良好的桩端持力层。

fak=230kpa; qsk=75kpa；qpk=1500kpa。

专家详解桩基变刚度调平优化设计[岩土工程类优质文档首发]专家详解桩基变刚度调平优化设计一、概述高层建筑有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框剪、框筒结构，其基础采用桩筏、桩箱基础，建成后其沉降呈蝶形分布，桩顶反力呈马鞍形分布。

这些工程的基础设计多数沿用传统理念，采用均匀布桩与厚筏（或箱形承台）。

这种传统理念可以概括为四点：1、基桩的总承载力不小于总荷载，桩群形心与荷载重心重合或接近；即满足力和力矩的平衡。

2、桩的布置大体均匀，有的还主张在角部和边部适当加密；因为实测桩顶反力角部最大，边部次之，中部最小；3、沉降量和整体倾斜满足规范要求；4、筏板厚度在满足抗冲切的前提下随建筑物层数和高度成正比增大，厚度达3-4m者鲜见，或为增加刚度而采用箱形承台；常规设计计算方法只考虑静力平衡条件，而没有考虑上部结构、筏板、桩土的共同作用。

而实际情况中，群桩效应将导致桩的支承刚度由外向内递减；对于框剪、框筒结构，荷载集度是内大外小，而其上部结构的刚度对变形的制约能力相对较弱。

若采用传统设计方法，则碟形差异沉降较明显，易引起开裂，影响正常使用的要求。

而采用变刚度调平设计理论调整桩基布置，使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致，可减小筏板内力，实现差异沉降、承台(基础)内力和资源消耗的最小化。

二、传统设计理念的盲区传统设计理念的盲区归纳起来有以下四个方面：1、设计中过分追求高层建筑基础利用天然地基将箱基或厚筏应用于荷载与结构刚度极度不均的超高层框筒结构天然地基，由此导致基础的整体弯矩和挠曲变形过大，差异变形超标，甚至出现基础开裂。

2、桩筏基础中，忽视桩的选型应与结构形式、荷载大小相匹配的原则将小承载力挤土桩用于大荷载高层建筑的情况，由此导致超规范密布大面积挤土桩，既不能有效减小差异沉降和承台内力，又极易引发成桩质量事故。

3、桩筏基础中，忽视合理利用复合桩基调整刚度分布、减小差异沉降的作用由于荷载分布不均，布桩必然稀密不一，承台分担荷载作用在疏桩区不予利用，必然导致该部分支承刚度偏高，既不利于调平，又不利于节材。

桩基变刚度调平设计在实际工程中的应用摘要:本文根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中关于桩基础的变刚度调平设计的新增内容,概述了变刚度调平设计的基本概念和原理,总结归纳了变刚度调平计算的基本过程,并举例说明了其在实际工程中的应用。

关键词:变刚度调平;桩基;强化指数中图分类号:TU222文献标识码:B文章编号:1008-0422(2010)08-0189-021概述在传统的桩筏基础设计中,通常采用以下设计方式:1.1基桩的总承载力不小于总荷载,桩群形心与荷载重心重合或接近;1.2桩的布置大体均匀,有的还主张在角部和边部适当加密;1.3沉降量和整体倾斜满足规范要求;1.4筏板厚度在满足抗冲切的前提下随建筑物层数和高度成正比增大,或为增加刚度而采用箱形承台;常规设计计算方法只考虑静力平衡条件,而没有考虑上部结构、筏板、桩土的共同作用。

而实际情况中,群桩效应将导致桩的支承刚度由外向内递减;对于框剪、框筒结构,荷载集度是内大外小,而其上部结构的刚度对变形的制约能力相对较弱。

若采用传统设计方法,则碟形差异沉降较明显,易引起开裂,影响正常使用的要求。

而采用变刚度调平设计理论调整桩基布置,使得基底反力分布模式与上部结构的荷载分布一致,可减小筏板内力,实现差异沉降、承台(基础)内力和资源消耗的最小化。

2基本概念变刚度调平设计是通过调整基桩的竖向支承刚度分布,使桩基沉降趋于均匀,基础或承台内力和上部结构次应力显著降低的设计方法,新版《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中第3.1.8条对桩基础的变刚度调平设计进行了如下规定:2.1对于主群楼连体建筑,当高层主体采用桩基时,裙房(含纯地下室)的地基或桩基刚度宜相对弱化,可采用天然地基、复合地基、疏桩或短桩基础;2.2对于框架—核心筒结构高层建筑桩基,应强化核心筒区域桩基刚度(如适当增加桩长、桩径、桩数、采用后注浆等措施),相对弱化核心筒外围桩基刚度(采用复合桩基,视地层条件减小桩长);2.3对于框架—核心筒结构高层建筑天然地基承载力满足要求的情况下,宜于核心筒区域局部设置增强刚度、减小沉降的摩擦型桩;2.4对于大体量筒仓、储罐的摩擦型桩基,宜按内强外弱原则布桩;2.5对上述按变刚度调平设计的桩基,宜进行上部结构—承台—桩—土共同作用分析。