長短組合樁用于室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)的工藝方法

【摘要】建筑工程樁基施工中，為了進(jìn)一步完善樁基礎(chǔ)的性能，施工人員常常采用長短組合樁來進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)與施工。本篇文章從長短組合樁及組合樁復(fù)合地基的定義入手，對建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的長短組合樁應(yīng)用情況進(jìn)行論述，詳細(xì)討論了長短組合樁的實(shí)際施工工藝，并以某工程為例，對長短組合樁的施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，得出結(jié)論，以供參考。

【關(guān)鍵詞】長短組合樁；室內(nèi)設(shè)計(jì)；建筑設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)工藝；方法

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，城市高層建筑如雨后春筍，數(shù)量與高度同步遞增，給建筑工程施工帶來了難題。尤其是建筑地基工程的建設(shè)，由于地基類型眾多，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，地下水文環(huán)境的具體情況也難以琢磨，所以在建筑工程施工中，地基便成了建筑工程施工中的最大難點(diǎn)。分析國內(nèi)當(dāng)前的建筑施工技術(shù)，如果地基基礎(chǔ)施工時遇到了不良地基土，為了保證建筑物主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，大多會采用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工建造。而本文中所提到的長短組合樁主要是指長樁和短樁的組合共用，是最近幾年新發(fā)展形成的一種復(fù)合地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，對提高地基承載力，保證工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著重要的意義。

一、長短組合樁復(fù)合地基概述

長短樁組合樁復(fù)合地基是近年來在建筑土木工程領(lǐng)域?qū)嵺`總結(jié)發(fā)展起來的一種新型的復(fù)合地基結(jié)構(gòu)。這種地基結(jié)構(gòu)的主要形成原理在于通過長樁與短樁相結(jié)合的方式使得短樁能夠?qū)Φ叵禄A(chǔ)工程的軟弱土體進(jìn)行夯實(shí)和加固，從而提高土層的承載能力，而長樁則主要是通過將樁底落在承載能力較好的土層上，從而控制土層的沉降量，以此來提高結(jié)構(gòu)荷載能力。一般在當(dāng)前的設(shè)計(jì)工作中，主要是通過相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)來確定設(shè)計(jì)方案和施工措施。在目前工程項(xiàng)目中短樁都是采用柔性樁為主，而長樁則是多采用剛性樁，通常都是以混凝土灌注樁、鋼管樁等結(jié)構(gòu)為主。同時為了避免在施工的過程中出現(xiàn)承載臺脫空現(xiàn)象，充分發(fā)揮樁間土層的承載力度，一般都是在承載臺下設(shè)置相關(guān)的墊層結(jié)構(gòu)，通常都是鋼筋混凝土為主進(jìn)行樁基施工的過程，而在這種施工過程中，對于樁基礎(chǔ)的控制較為嚴(yán)格，從而形成一種由短樁、長樁以及墊層組成的復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，這種地基結(jié)構(gòu)在目前被廣泛的應(yīng)用在軟土地區(qū)工程項(xiàng)目中，同時多以多層和小高層建筑結(jié)構(gòu)為主。

二、長短組合樁地基與長短樁復(fù)合地基的區(qū)別

長短組合樁地基與長短樁復(fù)合地基有著一定的相似之處，但同時兩者之間也存在著不同。這種不同主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）結(jié)構(gòu)形式的不同

首先要闡述的是，長短樁復(fù)合地基的本質(zhì)是一種地基結(jié)構(gòu)，實(shí)際應(yīng)用中關(guān)于施工參數(shù)的計(jì)算方法大多采用常規(guī)的地基計(jì)算方法，而長短組合樁地基則屬于另一種新型的地基結(jié)構(gòu)形式，在最近幾年的工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并逐漸發(fā)展，取締原有的地基結(jié)構(gòu)，成為了當(dāng)前建筑工程地基施工中應(yīng)用頻率最高的地基結(jié)構(gòu)。長短組合樁地基施工時并不需要設(shè)置墊層，而是直接施工，并且在施工中所采用的長樁和短樁結(jié)構(gòu)都具有較大的剛度，均屬于剛性樁。

（2）施工出發(fā)點(diǎn)和適用面不同

兩種地基結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工時擁有著不同的施工出發(fā)點(diǎn)和適用面，其中長短樁復(fù)合地基的適用范圍主要是淺部土層承載力不足的地基基礎(chǔ)，施工時需要采用深層基礎(chǔ)加固技術(shù)來進(jìn)行地基處理，全面消除柔性地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中所存在的質(zhì)量安全隱患，以提高地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；而長短樁組合樁地基在施工時遇到兩層或多層地基土的情況時，可以重點(diǎn)考慮樁基端部持力層情況，略微忽視其他情況，但這種做法容易造成短樁的承載力無法滿足地基基礎(chǔ)的承載要求，長樁的施工難度大，并且需要消耗大量的施工成本費(fèi)用，所以為了避免上述兩種情況的發(fā)生，施工時通常選用長短組合樁地基結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同地基土質(zhì)的分布施工要求。

三、設(shè)計(jì)原則

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)與分析中經(jīng)常會遇到地基土存在兩層或多層可作為樁端持力層的情況，其淺層持力層承載能力良好且埋深不大。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較小時，采用坐落于淺層持力層的短樁基礎(chǔ)可以滿足建筑物對承載力和變形的要求。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大時，采用短樁基礎(chǔ)能基本滿足承載力要求但不能滿足變形要求。在這種情況下，為滿足沉降計(jì)算要求，設(shè)計(jì)時往往不考慮淺層持力層承載能力，統(tǒng)一將所有的樁穿過淺層持力層，樁端坐落于深層持力層上。

四、長短組合樁在建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在探討室內(nèi)設(shè)計(jì)中長短組合樁的應(yīng)用與設(shè)計(jì)方法時，筆者例舉一具體的工程實(shí)例，結(jié)合建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)需求來設(shè)計(jì)長短組合樁的形式，并對其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行介紹。

樁基工程施工試驗(yàn)中，如果采用原型試驗(yàn)方式需要耗費(fèi)大量的人力、物力以及財(cái)力，并且還可能會因?yàn)槭┕龅叵拗贫鴮?dǎo)致試驗(yàn)失敗。在這種情況下，就只能采取模型試驗(yàn)來進(jìn)行研究。長短組合樁的模型試驗(yàn)研究工作開展的前提是，完全依據(jù)樁基的實(shí)際工作狀況，合理構(gòu)思，并建立與工程原型極為相似的工程模型，隨后借助相關(guān)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備，通過控制試驗(yàn)條件來觀察不同條件下樁基的受力變形狀況，對樁基在某些情況或各個不同情況下的受力變形問題進(jìn)行分析，最后得出試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)操作步驟如下：

1、模型的設(shè)計(jì)

模型設(shè)計(jì)時需要堅(jiān)持便于測量、真實(shí)反映的原則。具體設(shè)計(jì)時要在模型的樁基結(jié)構(gòu)上安置相應(yīng)的變量測量器，以便隨時反映出樁基的受力變形特點(diǎn)。這種設(shè)計(jì)方法更利于研究長短樁組合樁在實(shí)際應(yīng)用時，樁身的軸力變化以及樁基基礎(chǔ)所受到的荷載力變化情況等。

2、相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

就以某工程為例進(jìn)行分析，其主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有：

（1）樁周土體的準(zhǔn)備。本次試驗(yàn)采用人工篩選天然風(fēng)干河砂模擬樁周土，在試驗(yàn)前將砂先通過2.5mm篩子過篩，用來除去較大顆粒及其他雜質(zhì)，從而模擬均勻土體。

（2）樁周土體裝填。由于試驗(yàn)室條件限制，即將砂按質(zhì)量均等地分成12次裝入到模型槽中去，要求均勻?qū)ΨQ地裝砂，并進(jìn)行密實(shí)，經(jīng)密實(shí)后每層砂的厚度控制為10cm。

（3）模型樁的設(shè)置。目前有兩種方法，即埋置入式和壓入式。采用埋置式主要用來模擬現(xiàn)場非擠土樁的施工，且不考慮施工對周圍土體產(chǎn)生的影響，方法為先將砂填到預(yù)定樁端高度，再將模型樁放入并固定，繼續(xù)將砂裝到預(yù)定樁頂高度即可。

四、結(jié)束語

本篇文章對長短組合樁含義、長短組合樁地基與長短樁復(fù)合地基之間的區(qū)別作了具體的分析與論述，并通過模型試驗(yàn)，對長短組合樁在建筑工程室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了討論，得出長短組合樁是一種相對安全、科學(xué)，且合理的工程地基基礎(chǔ)施工技術(shù)，能有效控制地基基礎(chǔ)沉降，簡化施工工藝流程，節(jié)省施工成本，值得在工程施工中得到大量的推廣與應(yīng)用。

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作者簡介

姓名：金成斌；性別：男；出生年月日：1982年12月13日

出生地：黑龍江省哈爾濱市；身份證號：230103198212130012

畢業(yè)院校：哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德學(xué)院；本論文研究方向：建筑工程