戴永常（蘇州xx建筑設(shè)計(jì)院有限公司）
一、引言
在現(xiàn)在的工程設(shè)計(jì)中，有時(shí)會(huì)碰到基礎(chǔ)底板高差比較大的樁筏基礎(chǔ)，對(duì)于這種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中介紹的并不多，但基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件JCCAD提供了通過布置子筏板來設(shè)計(jì)這種底板有高差的樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，本文通過一個(gè)具體的工程實(shí)例來說明如何利用JCCAD中的子筏板來設(shè)計(jì)這種樁筏基礎(chǔ)。
二、工程實(shí)例
蘇州首開尹山湖別墅為兩排三層歐式建筑，兩排別墅之間有地下汽車庫，同時(shí)別墅區(qū)也有地下室。別墅造型比較復(fù)雜，坡屋面，其頂板和底板均有高差，頂板高差1.6米，地庫區(qū)底板底標(biāo)高-5.1（此時(shí)以室外地面下500作為參考點(diǎn)，余同），別墅區(qū)底板底標(biāo)高-2.65。由于該工程地質(zhì)較差，底板下有4米多的建筑垃圾，無法作為持力層，故只能采用樁筏基礎(chǔ)，本工程的建筑剖面圖如下圖1所示：

由PKPM形成的框架桿系立面簡(jiǎn)圖如下圖所示：

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)入JCCAD，完成導(dǎo)荷和基本參數(shù)設(shè)置后，進(jìn)入樁承臺(tái)設(shè)計(jì)，由于有兩種不同標(biāo)高的樁承臺(tái)，故必須分別按實(shí)際輸入，由于是樁筏基礎(chǔ)，承臺(tái)階數(shù)取一階，同時(shí)為了設(shè)計(jì)和施工的方便，承臺(tái)高度最小取800，承臺(tái)底標(biāo)高分別取-5.5和-3.1，其中底標(biāo)高-5.5的承臺(tái)參數(shù)設(shè)置如下圖所示：

當(dāng)承臺(tái)按兩種不同的底標(biāo)高布置完成后，布置筏板，此時(shí)將別墅區(qū)底板與車庫區(qū)底板的分界線用網(wǎng)格線畫出，然后先布置底標(biāo)高為-2.650的筏板，板厚250m，窗選整個(gè)模型后確定。下面再在原有筏板基礎(chǔ)上布置子筏板。子筏板設(shè)置底標(biāo)高為-5.1，筏板厚400mm。在上述畫出的分界線及其余外圍線上布置子筏板。注意在外圍子筏板要與元筏板邊界一致。這樣一個(gè)有高差的樁筏基礎(chǔ)前處理就完成了，平面布置和空間模型分別如下圖4和圖5 所示。其中圖4 中用云線圈起來的表示兩種筏板的分界線。

當(dāng)這些完成后進(jìn)入JCCAD 筏板有限元計(jì)算，選擇第一次網(wǎng)格劃分，進(jìn)入如圖6 所示的菜單，選擇確定。

下一步窗選整個(gè)模型后回車。形成如下圖7所示的界面：

圖7
從圖7中可以看到，原有承臺(tái)的邊界線仍然保留，便于后面的網(wǎng)格劃分，修改計(jì)算參數(shù)，如下圖8所示，

圖8

下面定義樁的剛度，網(wǎng)格劃分后單元形成，進(jìn)入筏板布置，在這個(gè)界面只要定義筏板的恒載和活載就可以了。當(dāng)這些完成后，進(jìn)入荷載選擇和沉降試算，這些都完成后，進(jìn)入計(jì)算，最后形成的局部配筋和樁反力圖及底板的水浮力分別如圖9、圖10和圖11所示：

可以看出，通過子筏板并且通過正確的參數(shù)設(shè)置可以完成這種底板有高差的樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。
三、結(jié)束語
本文通過一個(gè)具體的工程實(shí)例，介紹了用子筏板來完成有高差的樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，而以往的子筏板一般只是用于下沉的電梯井、集水井或局部加厚部分。值得注意的是布置子筏板時(shí)，必須使得底標(biāo)高相對(duì)低的底板作為子筏板，如本文中將底標(biāo)高為-5.100的底板作為子筏板，否則在相鄰高差板的連接區(qū)域沒有過渡段筏板。同時(shí)根據(jù)文獻(xiàn)1的說明，布置筏板時(shí)，必須使得筏板在承臺(tái)的第一階高度范圍內(nèi)，否則承臺(tái)的邊界線不會(huì)以網(wǎng)格線出現(xiàn)在筏板有限元計(jì)算中，因此設(shè)計(jì)時(shí)最好在定義承臺(tái)時(shí)就定義一階，這樣不容易出錯(cuò)，且與實(shí)際的樁筏基礎(chǔ)中的承臺(tái)吻合，因?yàn)闃斗せA(chǔ)中的承臺(tái)實(shí)質(zhì)上是筏板中的局部加厚區(qū)。
【作者簡(jiǎn)介】：戴永常：工學(xué)碩士、一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師
致謝：本文在初稿完成后得到《PKPM新天地》編輯部審稿人沈耀軍高工的批評(píng)指正，在此對(duì)沈總提出的寶貴意見和建議表示衷心的感謝！
參考文獻(xiàn):
1.PKPM基礎(chǔ)設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用講座講義 2013年12月

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