研究高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

衛(wèi)軍

摘 要：基于高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)的重要性，在實(shí)際操作中必須對(duì)其引起重視，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次研究中將以高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)，結(jié)合具體情況，對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；結(jié)構(gòu)；樁基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

樁基礎(chǔ)是高層建筑的重要組成部分，其設(shè)計(jì)水平直接影響到高層建筑的結(jié)構(gòu)安全，在設(shè)計(jì)階段需要具備良好的穩(wěn)定性和沉降性，保證荷載的穩(wěn)定性。受到地質(zhì)因素的影響，在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段會(huì)受到多種因素的影響，對(duì)設(shè)計(jì)形式和結(jié)果造成影響，需要工作人員對(duì)其引起重視，對(duì)各項(xiàng)資料進(jìn)行有效的了解，進(jìn)而設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的方案，為高層建筑的安全性打下基礎(chǔ)。

1 高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)概述

1.1 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用現(xiàn)狀

基礎(chǔ)決定上層建筑，在對(duì)高層建筑設(shè)計(jì)的過程中，考慮到系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求，必須對(duì)荷載力進(jìn)行有效的分析。豎向荷載作用下的樁基相互作用比較明顯，可以結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行有效的分析，很多樁基工程的設(shè)計(jì)和靜載實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)達(dá)不到理想的設(shè)計(jì)要求，增加了設(shè)計(jì)難度。工程設(shè)計(jì)師需要對(duì)應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，考慮到建筑系統(tǒng)的后續(xù)要求，對(duì)樁基進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。建筑系統(tǒng)的應(yīng)用周期比較長，如果僅等靜載試驗(yàn)結(jié)果出來在進(jìn)行設(shè)計(jì)，則會(huì)出現(xiàn)偏差大的現(xiàn)象，需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的具體要求，及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

1.2 樁基礎(chǔ)簡化設(shè)計(jì)分析

高層建筑結(jié)構(gòu)作用在基礎(chǔ)上的荷載比較大，基礎(chǔ)埋置深，通常在設(shè)計(jì)階段，需要考慮到材料的用量，對(duì)施工組織形式和施工周期進(jìn)行對(duì)比。整體經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)建筑工程的后續(xù)應(yīng)用有重要的作用，在整體選擇中，需要考慮到承載力、穩(wěn)定性和沉降量等因素，對(duì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行解析，適當(dāng)提升整體承載力。高層建筑上下部的設(shè)計(jì)要拋棄原有的設(shè)計(jì)形式，考慮到樁基結(jié)構(gòu)的相互作用，對(duì)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析。根據(jù)當(dāng)前的分析手段來看，有限設(shè)計(jì)形式對(duì)模型的應(yīng)用起到引導(dǎo)性的作用，需要適當(dāng)對(duì)數(shù)值技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的有機(jī)統(tǒng)一。

1.3 高層建筑抗震動(dòng)力分析

在抗震設(shè)計(jì)過程中，可以從概念設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算形式和構(gòu)造等方面入手，將抗震和結(jié)構(gòu)屬性結(jié)合在一起，根據(jù)地震力和結(jié)構(gòu)性的相互作用，優(yōu)化設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法，進(jìn)而達(dá)到提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。

2 高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式分析

針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式的特殊性和復(fù)雜性，在后續(xù)設(shè)計(jì)階段，考慮到現(xiàn)有設(shè)計(jì)指標(biāo)的具體要求，在應(yīng)用階段需要從實(shí)際情況入手，對(duì)具體設(shè)計(jì)形式進(jìn)行分析，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的具體要求。以下將對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行分析。

2.1 “樁土分離模式”簡化

在進(jìn)行單樁設(shè)計(jì)的過程中，有限元的設(shè)計(jì)形式涉及到的內(nèi)容比較多，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行簡化處理，在設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算形式進(jìn)行分析，對(duì)結(jié)構(gòu)的相互作用引起重視。例如在地基的反作用處理中，反力系數(shù)對(duì)樁基有一定反作用，可以通過Winker對(duì)其進(jìn)行假定設(shè)計(jì)，在單純的反力系數(shù)的影響下，有限元的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)對(duì)客觀存在的條件有不同程度的影響，要對(duì)各類條件進(jìn)行有效的分析，以力學(xué)的線性形式為基礎(chǔ)，考慮到空間差異和復(fù)雜的幾何邊界條件，及時(shí)進(jìn)行綜合性的分析，并在短時(shí)間內(nèi)解決問題，促進(jìn)二次開發(fā)和利用。相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算形式，現(xiàn)有的樁基設(shè)計(jì)對(duì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)有明確的規(guī)范，樁土分離的形式，需要及時(shí)進(jìn)行簡化處理，使其具備明顯的優(yōu)勢(shì)。單樁的簡化處理指的是將樁和土分別劃分不同的單元，注意兩種單元是固定不變的，此外可以對(duì)其進(jìn)行細(xì)化處理。在利用有限元對(duì)樁基進(jìn)行分析和處理的過程中，可以適當(dāng)對(duì)單元數(shù)量進(jìn)行有效的劃分，避免出現(xiàn)計(jì)算困難。

2.2 “樁土復(fù)合模式”簡化

根據(jù)現(xiàn)有的有限元分析形式的具體要求，在對(duì)沉降和荷載關(guān)系進(jìn)行分析的階段，為了起到優(yōu)化處理的目的，需要以現(xiàn)有的規(guī)范處理形式為基礎(chǔ)，考慮到沉降值的具體變化，對(duì)各個(gè)數(shù)值進(jìn)行有效的處理。為了讓數(shù)值盡量接近簡化處理系數(shù)的要求，需要將垂直樁土的平面作為同性平面，將三維結(jié)構(gòu)體系作為橫觀體系，彈性模量和樁土材料對(duì)沉降反應(yīng)有不同的要求，需要注意群樁上面的荷載作用，及時(shí)對(duì)計(jì)算形式進(jìn)行簡化護(hù)理?，F(xiàn)有的等效復(fù)合形式和靜力樁基存在一定的差異性，可以將等效的符合模型和參數(shù)計(jì)算成有效的程序，計(jì)算階段要注意平面結(jié)構(gòu)的屬性解析。在實(shí)踐階段，由于不同的模擬形式比規(guī)范上精確很多，直接對(duì)工程實(shí)際測(cè)量指標(biāo)造成影響，則要對(duì)其進(jìn)行簡化處理，滿足結(jié)構(gòu)的后續(xù)要求。

2.3 抗壓承載力的確定

在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的過程中，都是以承載力和地基物理指標(biāo)為基礎(chǔ)的，為了對(duì)承載力進(jìn)行有效的控制和評(píng)估，需要根據(jù)實(shí)際承受力，對(duì)各個(gè)指標(biāo)和誤差進(jìn)行分析。由于估算值多是通過試驗(yàn)樁設(shè)定和調(diào)整的，因此需要滿足樁基設(shè)計(jì)形式的整體要求，及時(shí)確定抗壓承載力。

2.3.1 試驗(yàn)樁。在施工圖設(shè)計(jì)過程中，都是通過靜載試驗(yàn)取得樁基承載力和其他參數(shù)的，靜載試驗(yàn)是當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的一種檢測(cè)技術(shù)，無論是在方法上還是理論上，都是成立的。當(dāng)前對(duì)于單樁極限承載力的指標(biāo)設(shè)計(jì)有明確的要求，需要根據(jù)地質(zhì)形式的具體要求，及時(shí)確定有效的檢驗(yàn)手段。

2.3.2 試打樁。在施工前，工作人員需要對(duì)樁基形式進(jìn)行有效的分析，將變動(dòng)方式和測(cè)定體系結(jié)合在一起，盡量獲得具體的數(shù)值。該設(shè)計(jì)形式對(duì)管樁設(shè)計(jì)有一定的影響，在測(cè)量階段可以通過掌握變動(dòng)測(cè)試的方式對(duì)誤差進(jìn)行控制，盡量將其設(shè)定在15%左右。和靜載試驗(yàn)形式相比，該試驗(yàn)方式的成本比較低，周期也短，應(yīng)用范圍廣。

2.4 合理對(duì)地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行審查

地質(zhì)報(bào)告對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容有一定的要求，從當(dāng)前勘察現(xiàn)狀可知，如果樁基設(shè)計(jì)沒有以固有的參數(shù)形式為基礎(chǔ)，則會(huì)出現(xiàn)審核失誤或者不合理的現(xiàn)象。樁基的實(shí)際承載力比較小，在施工前需要考慮到指標(biāo)值的具體要求，避免出現(xiàn)系數(shù)設(shè)計(jì)不完善的情況，增加地質(zhì)審查的難度?，F(xiàn)有的土層會(huì)對(duì)樁基結(jié)構(gòu)造成影響，需要按照合理的順利進(jìn)行施工，選擇跳打的形式，消除施工前的安全隱患，采用壓樁充足的施工機(jī)器進(jìn)行壓樁，減少對(duì)建筑系統(tǒng)的影響，進(jìn)而保證施工的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

在高層建筑樁基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)中，對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)形式有一定的要求，在設(shè)計(jì)過程中，考慮到設(shè)計(jì)形式的具體要求，要對(duì)質(zhì)量和安全設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行考量，滿足荷載力指標(biāo)設(shè)計(jì)形式的各方面要求。樁基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定比較強(qiáng)，在高層建筑中應(yīng)用有效的設(shè)計(jì)形式，能保證施工標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。樁基礎(chǔ)的要求比較高，因此要利用先進(jìn)的理念和技術(shù)，不斷提升樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平，為建筑系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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