第10期 佟建兴等：框筒结构高层建筑CFG桩复合地基基底反力及变形特征 ·1425· 基础中轴线 心筒荷载有效传递范围为核心筒周边外扩2.5倍板 10 11 12 13 14 15 厚区域，核心筒周边外扩1倍板厚至2.5倍板厚区 30 域基底反力迅速衰减：核心筒周边外扩2.5板厚范 100 围以外至外框柱区域（③区）基底反力最低，分布较 150 为均匀；基底反力总体呈盆形分布 200 035791n ☐729313335m ★160kN-160kN e-800kN-800kN 250 ±-320kN-320kN米-960kN-960kN 250 g-480kN-480kN+-1120kN-1120kN 4640kN-640kV 500 +天然地基 一均匀布桩模型 图11CFG桩复合地基中轴线基底反力曲线 750 模型 *不均匀布桩模型 1000 Fig.11 Base reaction curves for the medial axis of the CFG pile composite foundation 图13不同计算模型3轴基底反力对比 Fig.13 3-axis base reaction comparison of different calculation CFG桩复合地基均匀布桩模型，能够显著降低基础 models 沉降量和控制筏板相对挠曲变形.为进一步控制核 心筒部位的绝对沉降量和筏板相对挠曲，采用强化 3 结论 核心筒区布桩、相对弱化外框架柱区布桩的不均匀 本文采用有限压缩层地基上中厚板等参元共同 布桩优化模型，效果明显，核心筒最大沉降和筏板相 作用分析程序，对CG桩复合地基分区不均匀布桩 对挠曲均明显小于均匀布桩模型 模型进行数值计算分析，并与均匀地基模型和CFG 表7三种地基计算模型基础沉降和挠曲对比 桩复合地基均匀布桩模型进行对比，得出以下结论 Table 7 Comparison between the foundation settlement and deflection (1)天然地基模型的基础沉降和筏板相对挠曲 values of three foundation models 最大，基础最大沉降为89.09mm,基础中轴线纵向 基础最 基础最 核心简 基础中轴 计算 挠曲为0.75%0；其基底反力分布较为均匀，核心筒 大沉降/ 小沉降/ 相对挠 线纵向 模型 区基底反力高于外框架柱区，总体呈平缓抛物线形 mm mm 曲/%e 挠曲/ 分布，筏板边端有应力集中情况. 天然地基模型 89.09 40.70 0.42 0.75 (2)采用CFG桩复合地基均匀布桩模型，能够 均匀布桩模型 50.97 18.37 0.29 0.50 显著降低基础沉降量和控制筏板相对挠曲变形，基 不均匀布桩模型34.55 21.07 0.17 0.26 础最大沉降为50.97mm,基础中轴线纵向挠曲为 0.5%o:其基底反力与天然地基模型分布相似，总体 20 呈平缓抛物线形分布，核心筒区基底反力较天然地 40F 基模型更高 60 80 (3)采用强化核心筒区布桩、相对弱化外框架 100 →天然地基模型。一均匀布桩模型+不均匀布桩模型 柱区布桩的不均匀布桩优化模型，核心筒最大沉降 和筏板相对挠曲均明显小于均匀布桩模型，基础最 图12不同计算模型3轴沉降对比 Fig.12 3-axis settlement comparison of different calculation models 大沉降为34.55mm,基础中轴线纵向挠曲为 0.26%0,对控制核心筒部位的绝对沉降量和筏板相 图13为框筒结构下三种地基计算模型基底反 对挠曲效果明显，核心简最大沉降和筏板相对挠曲 力对比曲线.由图13可以看出，天然地基模型基底 均明显小于均匀布桩模型 反力分布较为均匀，核心筒区基底反力高于外框架 (4)不均匀布桩模型的基底反力分布与均匀布 柱区，总体呈平缓抛物线形分布，筏板边端有应力集 桩模型具有明显区别，和复合土层模量分布相关性 中情况.CFG桩复合地基均匀布桩模型基底反力与 明显：核心筒周边外扩1倍板厚范围内基底反力最 天然地基模型分布相似，总体呈平缓抛物线形分布， 高，分布较为均匀，基本呈线性分布；核心筒荷载有 核心筒区基底反力较天然地基模型更高.不均匀布 效传递范围为核心筒周边外扩2.5倍板厚区域，核 桩模型的基底反力分布与均匀布桩模型具有明显区 心筒周边外扩1倍板厚至2.5倍板厚区域基底反力 别，和复合土层模量分布相关性明显：核心筒周边外 逐步衰减：核心筒周边外扩2.5板厚范围以外的外 扩1倍板厚范围内基底反力最高，分布较为均匀：核 框柱区域基底反力最低，分布较为均匀，基本呈线性第 10 期 佟建兴等: 框筒结构高层建筑 CFG 桩复合地基基底反力及变形特征 图 11 CFG 桩复合地基中轴线基底反力曲线［11］ Fig． 11 Base reaction curves for the medial axis of the CFG pile composite foundation［11］ CFG 桩复合地基均匀布桩模型，能够显著降低基础 沉降量和控制筏板相对挠曲变形． 为进一步控制核 心筒部位的绝对沉降量和筏板相对挠曲，采用强化 核心筒区布桩、相对弱化外框架柱区布桩的不均匀 布桩优化模型，效果明显，核心筒最大沉降和筏板相 对挠曲均明显小于均匀布桩模型． 表 7 三种地基计算模型基础沉降和挠曲对比 Table 7 Comparison between the foundation settlement and deflection values of three foundation models 计算 模型 基础最 大沉降/ mm 基础最 小沉降/ mm 核心筒 相对挠 曲/‰ 基础中轴 线纵向 挠曲/‰ 天然地基模型 89. 09 40. 70 0. 42 0. 75 均匀布桩模型 50. 97 18. 37 0. 29 0. 50 不均匀布桩模型 34. 55 21. 07 0. 17 0. 26 图 12 不同计算模型 3 轴沉降对比 Fig． 12 3-axis settlement comparison of different calculation models 图 13 为框筒结构下三种地基计算模型基底反 力对比曲线． 由图 13 可以看出，天然地基模型基底 反力分布较为均匀，核心筒区基底反力高于外框架 柱区，总体呈平缓抛物线形分布，筏板边端有应力集 中情况． CFG 桩复合地基均匀布桩模型基底反力与 天然地基模型分布相似，总体呈平缓抛物线形分布， 核心筒区基底反力较天然地基模型更高． 不均匀布 桩模型的基底反力分布与均匀布桩模型具有明显区 别，和复合土层模量分布相关性明显: 核心筒周边外 扩 1 倍板厚范围内基底反力最高，分布较为均匀; 核 心筒荷载有效传递范围为核心筒周边外扩 2. 5 倍板 厚区域，核心筒周边外扩 1 倍板厚至 2. 5 倍板厚区 域基底反力迅速衰减; 核心筒周边外扩 2. 5 板厚范 围以外至外框柱区域( ③区) 基底反力最低，分布较 为均匀; 基底反力总体呈盆形分布． 图 13 不同计算模型 3 轴基底反力对比 Fig． 13 3-axis base reaction comparison of different calculation models 3 结论 本文采用有限压缩层地基上中厚板等参元共同 作用分析程序，对 CFG 桩复合地基分区不均匀布桩 模型进行数值计算分析，并与均匀地基模型和 CFG 桩复合地基均匀布桩模型进行对比，得出以下结论． ( 1) 天然地基模型的基础沉降和筏板相对挠曲 最大，基础最大沉降为 89. 09 mm，基础中轴线纵向 挠曲为 0. 75‰; 其基底反力分布较为均匀，核心筒 区基底反力高于外框架柱区，总体呈平缓抛物线形 分布，筏板边端有应力集中情况． ( 2) 采用 CFG 桩复合地基均匀布桩模型，能够 显著降低基础沉降量和控制筏板相对挠曲变形，基 础最大沉降为 50. 97 mm，基础中轴线纵向挠曲为 0. 5‰; 其基底反力与天然地基模型分布相似，总体 呈平缓抛物线形分布，核心筒区基底反力较天然地 基模型更高． ( 3) 采用强化核心筒区布桩、相对弱化外框架 柱区布桩的不均匀布桩优化模型，核心筒最大沉降 和筏板相对挠曲均明显小于均匀布桩模型，基础最 大 沉 降 为 34. 55 mm，基础中轴线纵向挠曲为 0. 26‰，对控制核心筒部位的绝对沉降量和筏板相 对挠曲效果明显，核心筒最大沉降和筏板相对挠曲 均明显小于均匀布桩模型． ( 4) 不均匀布桩模型的基底反力分布与均匀布 桩模型具有明显区别，和复合土层模量分布相关性 明显: 核心筒周边外扩 1 倍板厚范围内基底反力最 高，分布较为均匀，基本呈线性分布; 核心筒荷载有 效传递范围为核心筒周边外扩 2. 5 倍板厚区域，核 心筒周边外扩 1 倍板厚至 2. 5 倍板厚区域基底反力 逐步衰减; 核心筒周边外扩 2. 5 板厚范围以外的外 框柱区域基底反力最低，分布较为均匀，基本呈线性 · 5241 ·