刚可控式桩筏基础汇报.pptx

目 录
常规桩筏基础面临的挑战
刚度可控式桩筏基础的工作机理
刚度可控式桩筏基础的应用领域
刚度可控式桩筏基础的设计方法
变形调节装置工作特点及发展前景
刚度可控式桩筏基础的桩顶构造
刚度可控式桩筏基础的工程实践
常规桩筏基础面临的挑战
端承型桩筏基础无法充分发挥地基土承载力
复杂地质条件较难建设高（超高）层建筑
大底盘建筑的变刚度调平设计
建筑物废旧桩基础的综合利用
…………
常规桩筏基础面临的挑战
常规桩筏基础桩-筏直接刚性连接，整体刚度由筏板和桩基决定。桩与桩以及桩与土之间的刚度无法有效调节与控制。
我们提出在桩、筏之间设置专门的变形调节装置来调整、优化桩筏的支承刚度，称之为刚度可控式桩筏基础。
如需调节桩筏刚度，则筏板刚度可通过筏厚调整，但往往造价较高；桩基支承刚度则可通过改变桩长、桩径以及桩距等方法来调整，但不同桩径、不同桩长的布桩方式受上部结构形式和地质条件的影响较大，应用范围受到相当大的限制。
刚度可控式桩筏基础工作机理
刚度可控式桩筏基础和常规桩筏基础的差异表现在前者桩基的支承刚度可通过变形调节装置来调整，而变形调节装置的支承刚度则可按需人为设定。应该指出的是，刚度可控式桩筏基础的上述工作特性，使其工程应用范围得到了极大的拓展。
刚度可控式桩筏基础应用领域
端承型桩基为主的桩土共同作用
正常情况下，桩土的支承刚度存在数量级上的差异，因此要实现桩土共同作用，则必须要保证桩土的变形协调。对于软土地区的摩擦桩基础，可通过人为使桩顶荷载接近或达到其极限承载力而发生向下“刺入”的方式，来协调桩土的变形差（所谓“塑性支承桩”）。但是对于非软土地区的端承桩（摩擦端承桩），由于桩无法向下“刺入”（或“刺入”量很小），如不采取一定的措施，桩土变形往往无法协调，共同作用亦无法实现。这时比软土地区更有利用价值的良好天然地基弃之不用，极为可惜。
刚度可控式桩筏基础应用领域
端承型桩基为主的桩土共同作用
为了解决非软土地区端承型桩基础较难实现桩土共同作用的问题，我们最先将刚度可控式桩筏基础形式进行了工程试点应用，取得了良好的经济效益和社会效益。刚度可控式桩筏基础在桩顶与筏板之间设置变形调节装置，使桩基的支承刚度与地基土支承刚度相匹配，在保证桩土变形协调的同时，桩基始终发挥作用并和地基土同步承担上部结构荷载。虽然均是考虑桩土共同作用，充分发挥地基土承载潜力，常规意义的沉降控制复合桩基与刚度可控式桩筏基础的作用机理有显著差异。
刚度可控式桩筏基础应用领域
端承型桩基为主的桩土共同作用
（a）常规复合桩基 （b）刚度可控式桩筏基础
刚度可控式桩筏基础应用领域
变刚度调平设计
差异沉降是导致基础内力和上部结构次应力增大、板厚与配筋增加的根源所在。因此保证建筑物筏板的差异沉降接近或等于零，是建筑物基础乃至上部结构保持最优状态的根本。对地基与桩基构成的支承体的支承刚度进行可控、合理的调整才是差异沉降控制设计最有效的方法。刚度可控式桩筏基础，通过变形调节装置来对整个基础的支承刚度分布按需要进行较精确的人为调控，达到建筑物零差异沉降的目标，另外变形调节装置不受任何地质条件和上部结构形式的束缚，具有广泛的适应性。
刚度可控式桩筏基础应用领域
老桩的再生利用
桩基被大量使用，建筑物拆除时，由于土体固结作用，遗留在地基中完好的老桩和新桩支承刚度相差悬殊，很难再利用，常规做法将其截断后砂石回填，不仅浪费而且给新桩的施工带来巨大的困难。随着社会的进一步发展，这个问题将越来越普遍也越来越严重。如果通过在桩端设置变形调节装置，协调新旧桩的变形，实现新旧桩的共同作用，则完全可能解决上述问题。因此刚度可控式桩筏基础不仅可以解决建筑物老桩给新桩施工带来的困难，而且通过对老桩的利用还可以取得良好的经济效益。
特殊地质条件下的桩筏基础
刚度可控式桩筏基础应用领域
花岗岩残积土地区的典型地质条件就是土中经常会残留大小不一、数量众多且随机分布的未风化孤石，即使桩数较少，桩基施工仍需穿越孤石，不仅非常困难，而且耗时耗力。而对于采用变形调节装置桩筏基础来说，设置的变形调节装置能协调不同支承条件下的桩土变形（不同受力性能的桩基共存），故桩基施工过程中如遇孤石，则直接将桩支承于孤石之上，如不遇孤石则桩长按设计要求正常成桩，这样即使地质条件再复杂也便于桩基施工。除了花岗岩残积土中残留孤石的情况外，地基支承刚度分布不均匀的土岩组合地基均可应用设置变形调节装置的桩筏基础形式。