土岩组合地基上桩筏基础差异沉降控制探究进展【摘要】总结了土岩组合地基上桩筏基础差异沉降控制的一些方法，着重介绍了支承体系刚度优化调整的最新进展，通过分析这些方法在实际使用中的优点与不足，提出尚需进一步研究的建议。【关键词】土岩组合地基；桩筏基础；差异沉降【中图分类号】TU712.1【文献标识码】A【文章编号】1727-5123(2012)06-021-041引言随着我国经济的高速发展，城市用地日趋紧张，高层建筑趋向于普及化、超高化和功能综合化，桩基础由于在沉降控制和承载力方面的优越性与可靠性受到越来越多的重视。高层建筑多塔、大底盘的特点致使整个建筑物的荷载分布极其不均匀，尤其在土岩组合地基情况下，岩石与土变形模量有很大差异，地基土厚度变化较大，水平方向软硬不一，使桩筏基础极易产生差异沉降[1],[2]。过量的差异沉降，会导致上部结构产生附加应力，严重时造成墙体或楼面开裂等事故，影响建筑使用。我国是世界上山脉及岩溶最发育的国家之一，在建筑施工中会经常遇到土岩组合地基，如何经济合理的控制高层建筑下土岩组合地基桩筏基础的差异沉降，是一个迫切需要研究与解决的课题。2土岩组合地基桩筏基础差异沉降控制方法土岩组合地基是指：在建筑地基（或被沉降缝分隔区段的建筑地基）的主要受力层范围内，出现土岩混合并存情况的建筑地基［3］。影响建筑物安全的土岩组合地基主要有以下几种（如图1所示）：①石芽地基，石灰岩地区常见地基形式，并有可能部分石芽出露；②覆盖土层厚薄极度不均匀的地基，这是由于基岩表面起伏不平导致的；③崩塌体堆积的地基或崩塌体堆积物与残积坡积物混杂堆积的地基；④球状岩块与残积层混杂堆积的地基。可以看出，土岩组合地基中土、岩分布很不均匀，有尖灭状土层也有突起的石芽，更有由于岩石溶洞风化崩塌导致的土、岩契合分布。地基土中土、岩本身支承刚度及厚度分布的不同导致在大荷载作用下基础差异沉降巨大，给上部结构带来很大的安全隐患。控制基础的差异沉降，保证建筑物基础的差异沉降为零，是土岩组合地基上建造高层建筑需要解决的主要问题之一。基础的差异沉降很早即引起人们的重视，多年来许多学者从不同方面对此课题进行了深入研究。研究结果表明：建筑物是由上部结构、基础和地基组成的结构整体，三者之间是互为联系相互作用的关系［4］。建筑物沉降同上部结构、筏板及地基基础有密切联系，合理的优化上部结构及筏板刚度、保证桩土变形协调是控制桩筏基础差异沉降的主要方法。2.1优化上部结构刚度。由于上部结构型式和材料人为可控，根据共同作用理论，在结构设计时可以根据需要调整上部结构荷载及刚度分布，提高建筑物的抗弯刚度，抵抗建筑物因地基土支承刚度不均造成的差异沉降。H.Sommer[5](1965)最早提出上部结构对基础沉降的直接影响，Wahls,HarveyE.[6](1981)Leung,YatFail[7](2010)等的研究也表明在沉降计算时要考虑上部结构刚度。国内学者袁聚云[8](1994)、周含川[9](2006)等发现上部结构刚度及型式控制基础差异沉降的作用随着层数的增加而逐渐收敛，建议溶岩地穴上的建筑应着重调提高底层刚度，增加底部几层的配筋。优化上部结构刚度对控制土岩组合地基基础差异沉降有一定的作用，但建筑物达到一定层数后，结构总体变形表现由弯曲型转化为剪切型，即使是剪力墙结构，抵抗不均匀沉降的能力也很有限[10]o另外，上部结构由于受到使用功能的制约，工程技术人员很难对其型式和刚度进行较大调整。因此通过调整上部结构刚度来控制基础差异沉降是不经济的且较难实现，在设计时应尽可能使上部结构荷载均匀分布，降低因荷载分布不均导致基础差异沉降的可能性。2.2调整筏板刚度。在土岩组合地基上建造的的高层建筑，较多采用桩筏基础，徐至钧[11](2000)通过大量调查和分析发现，高层建筑的筏板设计差异很大，从经济和工程角度出发合理的调整筏板刚度也是土岩组合地基差异沉降控制的可行方法之一。筏板合理刚度的研究起始于上世纪八十年代，最早由Whitaker(1961)和Cooker(1986)提出筏板或桩帽对桩筏基础的性能具有重要意义，其后Kay.J.Neil等[12][13](1983)(1991)指出在沉降计算时要考虑筏板刚度的影响。目前筏板...