界土弹簧理论估算软土地区桩筏基础沉降初探

吴霞曦

0 引言

在东南沿海地区和其他一些软土地区，高层建筑地基处理费用高，常占工程总造价的10%～20%。由于地质、水文等地下状况的复杂性，导致地基基础的计算较上部结构复杂且更具不确定性。由于高层建筑在软土地区基本采用桩筏基础形式，本文以此为研究对象，尽量从简明实用角度提出计算模型与计算方法，并辅以实例核验。

1 计算模型

本文选择桩的终沉状态作为研究时点，采用弹性理论研究方法。在终沉状态点，桩基沉降考虑由桩自身的压缩变形、桩底以下土层压缩变形及桩间土压缩变形组成。由于桩身压缩量通常很小，在计算中忽略处理。本文将计算深度以下土体看作一无限刚整体，筏基与上部结构作为一个无限刚的整体，桩、土的沉降在这两个无限刚块体之间发生。

据前，我们认为全部桩的下沉值s是由桩周土的下沉值ss和桩底计算深度以内土的下沉值sp两部分组成。全部桩周临界土及桩下土的作用虚拟成在桩周界面处两个上下相叠的弹簧，桩筏则作为一个刚性体嵌扣在这两个弹簧中，且桩与周边弹簧保持接触(因此本文称弹簧为界土弹簧)。对桩间(周)土，我们将之简化为另一个弹簧。本文确定采用的基本计算模型如图1所示。

图1 桩基础计算模型

2 压缩土层计算深度

土中应力扩散作用的一般规律是越往远处，应力越小，其扩散方式可以按照各向同性均质直线变形体为考虑作用范围以某一斜率向下扩张。……