图4-6为不同桩筏基础方案下建筑整体沉降云图。

图4-6　不同方案建筑整体沉降图

由图4-6a可以看出，沉降成对称形分布，塔楼上部沉降位移较大，而下部的地下室沉降位移较小。塔楼与地下室筏板下均匀布桩且桩长为10 m时，由于塔楼与地下室之间存在很大的荷载差异，导致塔楼下部沉降位移较大，这样布桩不仅使得建筑整体产生的不均匀沉降较大，而且用桩量也十分可观，从工程实际的角度来看是应当予以避免的。由图4-6b、c可以看出，由于在方案1的基础上加大了桩长，桩长分别达到了20 m、30 m，建筑整体沉降减小较多，塔楼与地下室之间的不均匀沉降得到了明显改善，但此时不可忽略的一点是，桩长增长导致桩工程量显著增加，使得工程造价过高，不经济。由图4-6d可以看出，由于地下室层数少，荷载较小，故桩长可以减小，减小地下室筏板下的桩长至10 m时，整体沉降小幅增加，且塔楼与地下室之间的差异沉降仅略微增加，因此减小地下室筏板下的桩长是可行的。由图4-6e可以看出，在方案4的基础上完全抽去地下室筏板下的桩对于整体沉降和差异沉降的增加影响并不显著，说明抽桩方案是可行的。由图4-6f可以看出，在方案5的基础上，减少地下室下筏板厚度至0.5 m，塔楼下筏板厚度仍为1m时，建筑整体沉降有所增加，塔楼与地下室之间的差异沉降并没有增加，沉降值仍然在合理的范围内。由图4-6g可以看出，在方案6的基础上增加塔楼筏板下的桩长，建筑整体沉降略微减小，但是塔楼与地下室之间的差异沉降却明显增加。由图4-6h可以看出，在方案7的基础上，减小塔楼法办下的所布桩的桩间距后，对于建筑整体沉降减小并不明显，塔楼与地下室之间的差异沉降基本和方案7相同。

图4-7为不同方案下桩筏基础沉降云图。

图4-7　不同方案桩筏基础沉降图

由图4-7a可以看出，桩筏基础沉降呈现塔楼区域内大，而四周小的对称分布，这种不均匀沉降可称之为“碟形沉降”。由图4-7b、c可以看出，加大桩长后，桩筏基础的差异沉降减小较为明显，但用桩量却显著增加，不经济。由图4-7d可以看出，减小地下室筏板下的桩长后，塔楼下区域内与地下室下区域内的桩筏基础差异沉降并无增加，所以优化是可行的、合理的。由图4-7e可以看出，仅在塔楼筏板下布桩时，差异沉降较方案3、方案4略有所增加，差异沉降增加量仍在可控范围内。由图4-7f可以看出，减小地下室下筏板的厚度后，桩筏基础的整体沉降有所增加，但塔楼与地下室所在区域的桩筏基础差异沉降却在减小。由图4-7g可以看出，在方案6的基础上增加塔楼下部的桩长，使得塔楼下部的桩筏基础沉降减小，但与地下室下部的桩筏基础之间差异沉降明显增加。由图4-7h可以看出，在方案7的基础上减小塔楼下所布桩的桩间距，对于桩筏基础减沉和差异沉降的改善影响并不显著。

图4-8为不同设置方案下的桩筏基础中桩基沉降云图。

图4-8　不同方案下桩基沉降图

从八幅图中可以看到，桩基沉降位移呈现桩顶沉降大，桩端沉降小的特点。由图4-8a可以得出，塔楼下部的桩基桩顶沉降要明显大于地下室下桩基的桩顶沉降，这是因为塔楼和地下室的荷载差异较大。由图4-8b可以得出，增大桩长后，塔楼下部的桩基桩顶沉降与地下室下桩基的桩顶沉降差异较方案1明显减小。由图4-8c可以得出，继续增大桩长后，塔楼下部的桩基桩顶沉降与地下室下桩基的桩顶沉降差异进一步减小，桩机整体沉降也明显减小，但用桩量太大，工程上来说不经济。由图4-8d～h可以得出，不同优化方案下，桩基沉降差别还是较为明显的，布置于外侧的桩桩顶沉降大于布置于内侧的桩桩顶沉降。

图4-9　等厚筏板时Z向位移选取位置图

图4-10　不等厚度筏板Z向位移选取位置图(www.daowen.com)

图4-11为表4-4的不同设置的桩筏基础方案筏板沉降图。

由图得知：均匀布桩10 m时，塔楼下筏板沉降达到了57 mm左右，而筏板边缘沉降仅为46 mm左右，筏板出现了塔楼下沉降大，四周小的特点，即“碟形沉降”。增大桩长至20 m、30 m后，塔楼下筏板沉降减小至42 mm、30 mm左右，筏板边缘沉降减小至42 mm、27 mm左右，筏板整体沉降及“碟形沉降”明显减小，但用桩量显著增加。减少地下室筏板下用桩量，塔楼下筏板沉降增加至45 mm，地下室下筏板沉降增加至47 mm，塔楼下筏板与地下室下筏板差异沉降并不明显。考虑仅在塔楼筏板下布桩，此时塔楼下筏板沉降为46 mm，地下室下筏板沉降为48 mm，差异沉降并不大。进一步考虑减小地下室筏板厚度，此时塔楼下筏板沉降为47 mm，地下室下筏板沉降为49 mm，差异沉降并不大。若在此基础上继续加大桩长，塔楼下筏板沉降有所减小，与地下室下筏板之间的差异沉降增加，减小桩间距则对筏板整体沉降及差异沉降影响不明显。

图4-11　不同方案筏板沉降图

由于本工程桩数较多，为简化研究桩基沉降规律，分别提取四种不同方案中角桩、边桩、内桩三种典型桩的沉降数值，进行方案之间横向和方案内纵向对比。典型桩沉降数值均选取为自桩顶至桩端每2m作为一个沉降数值提取点，具体选取典型桩的位置如图4-12所示。

图4-12　典型桩选取示意图

图4-13为选取的三种典型桩沉降示意图。

图4-13　典型桩沉降图

由图得知：桩长、桩间距的改变及筏板厚度的不同影响桩基沉降。均匀布桩且桩长较小时，角桩、边桩、内桩之间的差异沉降较大；增大桩长后，三种典型桩减沉效果明显；采取塔楼筏板下局部增大桩长与抽去地下室筏板下桩的方案后，将三种典型桩对整体减沉贡献发挥到最佳水平，同时三种桩之间的差异沉降也达到了理想值。改变桩间距对桩减沉的影响并不显著。

图4-14为不同方案内典型桩对比图。

图4-14　不同方案内典型桩对比图

由图4-14a可以看出，均匀布桩10 m时，桩基整体沉降较大，内桩的最大沉降值达到了57 mm，边桩和内桩的最大沉降达到48 mm左右，由此可以看出，内桩对桩基的贡献最大，角桩、边桩对桩基的贡献较小。由图4-14b可以看出，增大桩长至20 m时，三种典型桩的最大沉降值接近，三种典型桩之间的差异沉降很小，因此三种桩对桩基整体沉降的贡献基本相当。由图4-14c可以看出，继续增大桩长至30 m时，桩基沉降减小明显，内桩、边桩、角桩之间的差异沉降较方案2时增大5 mm左右。由图4-14d可以看出，减小地下室筏板下桩长后，内桩、边桩、角桩整体沉降有所增大，增加大约8 mm，但三者之间的差异沉降减小。由图4-14e可以看出，抽去地下室筏板下所布桩后，角桩、边桩、内桩的整体沉降以及差异沉降并无增大，因此去掉地下室筏板下所布桩的方法是可行的。由图4-14f可以看出，减小地下室下筏板厚度后，桩基整体沉降增幅很小，大约2 mm，角桩、边桩、内桩之间的差异沉降也并不明显，因此减小地下室下筏板厚度对桩基沉降影响不明显。由图4-14g可以看出，在方案6的基础上增大塔楼筏板下桩长，桩基整体沉降减小，角桩、边桩、内桩之间的差异沉降在自桩顶以下20 m范围内较大，20 m至30 m深度范围内差异几乎很小。由图4-14h可以看出，将桩间距从6m减小至3m时，桩基整体沉降减小并不明显，差异沉降也在可控范围内。