林智勇

(1. 福建工程学院岩土工程研究所，福建 福州 350118；2. 福建省工大工程设计有限公司，福建 福州 350014)

0 引言

通常情况下，大型建筑物的桩基础大多采用端承桩和摩擦桩。在桩基础中采用预制桩时，即使桩的竖向承载力足以承受建筑物的均布荷载，但如果桩的横截面积不能满足抗震性能要求，则必须在地基中再添加更多桩基(图1)。诸如此类情况按要求应该增加规格相同的桩基(桩径、长度、截面积、强度等)，往往导致了桩基础的造价一般会超出工程预算，也会导致桩基的竖向承载力没有得到有效的利用，从设计的角度来看并非合理。

图1 长桩基础Fig.1 Long pile foundation

近年来，岩土工程界针对这个问题提出长短桩复合桩的施工方案[1-5]。目的是将超过长桩抗震承载力的地震荷载(主要是水平向)由短桩来分担，从而减少地震时长桩所受的剪力和弯矩(图2)。这种复合桩基础结构与传统的桩基础相比，更加明确了长桩和短桩的功能分担，从而以达到较为合理的设计目标。

图2 长短桩复合基础Fig.2 Long-short pile composite foundation

以往的研究表明，在复合桩基中，短桩展现出具有降低长桩所受剪力和弯矩的效果[6]。在长短桩复合桩基地震液化分析结果表明，在长桩之间设置短桩，可使长桩的桩头弯矩减少约30%[7]。部分研究利用地基-桩-上部结构组成的模型，对长短桩复合基础进行了振动台模型试验或有限元数值分析，结果表明，短桩减轻了长桩的水平承载力从而降低了桩头弯矩[8-9]。本研究也表明了采用超短桩可以达到减少长桩的剪力和弯矩的效果，虽然在以往的研究事例中有提到短桩对长桩的水平承载力和桩顶弯矩有降低作用，但目前对短桩和长桩互相影响程度进行定量评价和验证的研究仍不够充分。……