超高层建筑桩基沉降计算方法的探讨

超高层建筑桩基沉降计算方法的探讨

谢益凯郑毅

1.安徽省水利水电勘测设计院勘测分院；2.北京市勘察设计研究院有限公司

摘要：随着超高层建筑的兴建快速发展，长桩及超长桩桩基的使用随之增多，设计中长桩、超长桩桩基的沉降计算成为一个新的关注焦点。本文根据对现行规范桩基沉降计算方法与Mindlin解均化应力分层总和法进行浅析，并通过工程实例采用现行规范桩基沉降计算方法与Mindlin解均化应力分层总和法的计算结果进行比较，得出Mindlin解均化应力分层总和法在超高层建筑长桩超长桩桩基桩基沉降计算中的合理性和适用性。

关键词：超高层建筑；长桩超长桩；桩基沉降；Mindlin解均化应力分层总和法

1引言

随着超高层建筑的发展，长桩及超长桩应用迅速增多。由于长桩、超长桩桩基埋深大、桩身长、桩身压缩量不能忽略、沉降变形受相关因素影响敏感等特点，现行规范沉降计算方法对其适用性问题应予以关注。与此同时，根据应用实践，基于长桩、超长桩桩基沉降变形特点，探讨合理的沉降计算方法也是岩土工作者面临的挑战。

本文以工程实例中采用等效作用分层总和法和Mindlin解均化应力分层总和法两种方法进行计算比较，并通过计算结果与实测沉降数据进行比较分析，进而探讨科学合理的长桩、超长桩桩基沉降计算方法。

2桩基沉降计算方法对比分析

2.1等效作用分层总和法

根据我国现行的《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）[2]中5.5.6条之规定：对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基，其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。

矩形桩基中心点的沉降量可按下式简化计算：

由表5中可以看出，桩基最终沉降量以等效作用分层总和法计算沉降量最小，Mindlin解均化应力分层总和法与实测结果最为接近。

4结语

（1）长桩超长桩桩基由于埋深大，导致其土中附加应力按Boussinesq解与Mindlin解计算结果差异更大，采用等效作用分层总和法计算沉降显著偏小。采用Mindlin解均化应力分层总和法，具有较多优点：一是附加应力的计算更趋合理，更能反映长桩超长桩荷载作用于地层深部的实际情况；二是能够确切反映桩侧阻力随土层性质的分布特征和桩端阻力发挥相对较低等实际性状对附加应力的影响：三是考虑了桩身压缩的影响。压缩层的确定能反映基础宽度、桩长径比的影响，并考虑变形起始应力因素，较应力比法、应变比法更趋合理。

（2）经计算结果表明，Mindlin解均化应力分层总和法沉降计算值与等效作用分层总和法相比，桩基的沉降量与实测沉降数据相符。该法对于长桩超长桩（l/d≥30）的超高层建筑桩基沉降计算具有一定的指导意义。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

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[7]刘金砺，邱明兵，秋仁东，高文生.《Mindlin解均化应力分层总和法计算群桩基础沉降》[A].北京：土木工程学报，2014.

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