研究建筑結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

【摘要】針對建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，進(jìn)行全面分析，并結(jié)合建筑工程實(shí)例，簡要介紹建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理、做好樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作的重要性，如提高建筑工程結(jié)構(gòu)安全性能、減少樁基失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生等，提出建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望能夠給相關(guān)人員提供良好借鑒。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);樁基礎(chǔ);靜載試驗(yàn);樁基偏差

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的大背景之下，建筑行業(yè)發(fā)展速度不斷加快。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過加強(qiáng)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，能夠保證原有的建筑樁基礎(chǔ)施工工藝得到全面優(yōu)化，提升建筑結(jié)構(gòu)的整體性與合理性。鑒于此，本文重點(diǎn)分析建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1、建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理

所謂樁基礎(chǔ)，主要由樁基和承臺(tái)組成，承臺(tái)位于樁頂端部位，由于承臺(tái)位置的不同，建筑結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)分為兩種，分別是高承臺(tái)樁基礎(chǔ)和低承臺(tái)樁基礎(chǔ)，其中，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)中的承臺(tái)地面直接與土層接觸，樁身則直接埋入到土層中。與低承臺(tái)樁基礎(chǔ)不同，高承臺(tái)樁基礎(chǔ)中的承臺(tái)底部全部位于地上，部分樁身直接裸露于地面。在大部分建筑工程當(dāng)中，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)采用較多，特別是一些高層建筑與超高層建筑[1]。

建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理如下：結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對工程地質(zhì)勘察信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析之后，合理確定樁基長度，包括樁基類型、施工數(shù)量等等。在考慮建筑工程施工需求的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)人員還要做好承臺(tái)尺寸控制工作，保證承臺(tái)尺寸和樁基構(gòu)造更加匹配，計(jì)算樁基礎(chǔ)的水平與豎向承載力等，對樁基進(jìn)行平面布局，選取最佳的樁基承載參數(shù)，結(jié)合樁基承載力，計(jì)算樁基的沉降量。

2、建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1工程概況

以某民用高層建筑為例，該建筑主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為常見的框架結(jié)構(gòu)，該高層建筑工程的具體情況見表1。

2.2合理開展靜載試驗(yàn)

樁基靜載試驗(yàn)的順利開展，能夠幫助建筑結(jié)構(gòu)樁基設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確確定單個(gè)樁基礎(chǔ)的承載力[2]。但是，在大部分建筑工程當(dāng)中，樁基設(shè)計(jì)人員往往結(jié)合工程地質(zhì)報(bào)告內(nèi)容，并以此為依據(jù)，計(jì)算單個(gè)樁基礎(chǔ)的承載力，開展樁基礎(chǔ)施工工作與靜載試驗(yàn)。由于該過程不合理，會(huì)浪費(fèi)大量樁基施工材料。因此，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行科學(xué)改進(jìn)，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告內(nèi)容，初步確定樁基礎(chǔ)承載力，不能夠直接應(yīng)用，并對單個(gè)樁基礎(chǔ)進(jìn)行試樁，

由于建筑場地地形復(fù)雜，或地質(zhì)報(bào)告內(nèi)容不符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)人員則需要合理開展靜載試驗(yàn)，確定最終的樁基類型與規(guī)格，降低建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)施工難度。在開展靜載試驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要注意幾個(gè)問題，具體見表2。

2.3樁型設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要明確樁型設(shè)計(jì)要點(diǎn)，保證基型更加科學(xué)合理。例如，在某高層建筑工程當(dāng)中，設(shè)計(jì)單位根據(jù)建設(shè)單位提出的要求，決定采用D400預(yù)應(yīng)力管樁，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告內(nèi)容，該建筑結(jié)構(gòu)樁基長度為18m，承載力為900kN，樁基礎(chǔ)造價(jià)為180元/m2，占工程整體造價(jià)的30%左右。設(shè)計(jì)人員根據(jù)以往的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在保證樁基礎(chǔ)長度不變的情況下，決定采用預(yù)制鋼筋混凝土樁，樁基礎(chǔ)的承載力達(dá)到了700kN，造價(jià)降到60元/m2。

除此之外，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)樁長時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)樁基礎(chǔ)形狀特點(diǎn)，妥善確定樁基長度。例如，在該建筑工程中，如果采用長度為25m的樁基，其承載力能夠達(dá)到950kN左右，如果樁基長度為30m，承載力則為1100kN。從筏板設(shè)計(jì)角度來分析，如果采用25m的樁基，并將其進(jìn)行滿堂布置，則需要將筏板厚度控制在1200mm，如果采用樁基長度為30m的樁基，并采取墻下布置當(dāng)時(shí)，則筏板的厚度可以縮減到950mm，能夠更好的降低工程造價(jià)。對于建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)人員來講，要結(jié)合建筑工程上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，做好樁型設(shè)計(jì)工作[3]。

在確定樁長的過程之中，由于不同長度的樁基其應(yīng)用效果不同，承載能力也各不相同，因此，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合樁基的承載能力，明確樁基長度，保證樁長尺寸符合承載力要求。

2.4加強(qiáng)樁偏差控制力度

為了進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)樁基施工質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員需要不斷加強(qiáng)樁基偏差控制力度，特別是條狀樁基與承臺(tái)樁基，如果出現(xiàn)較大的偏差，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的附加應(yīng)力，降低建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的安全性能。在控制建筑結(jié)構(gòu)樁基偏差的過程中，設(shè)計(jì)人員要注意以下問題，具體見表3。

另外，如果建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)出現(xiàn)水平偏差，則會(huì)降低樁基結(jié)構(gòu)的整體性，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)樁基偏差情況，做好相應(yīng)的補(bǔ)樁工作。針對基礎(chǔ)樁直徑超過250mm的樁，其水平偏差不得超過線形標(biāo)準(zhǔn)，針對承臺(tái)樁，其水平偏差不得超過70mm，如果是條形承臺(tái)，則其水平偏差不得超過50mm。

結(jié)語：

綜上，通過合理開展靜載試驗(yàn)、明確樁型設(shè)計(jì)要點(diǎn)、加強(qiáng)樁偏差控制力度等等，能夠保證建筑結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作得以順利進(jìn)行，有效提升樁基礎(chǔ)的可靠性。對于設(shè)計(jì)人員而言，要了解現(xiàn)行規(guī)范內(nèi)容，并根據(jù)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，制定科學(xué)解決對策，保證建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量得到全面提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]李彩霞，童偉偉.基于互聯(lián)網(wǎng)背景的復(fù)雜地質(zhì)條件下樁基礎(chǔ)施工難點(diǎn)[J].信息記錄材料，2018，（11）：233-234.

[2]劉動(dòng).緊鄰地鐵高架橋樁基礎(chǔ)的深基坑變形控制研究[J].廣東土木與建筑，2018，（10）：21-25.

[3]李培，周筍，齊五輝等.首創(chuàng)麗澤金融商務(wù)區(qū)F02和F03地塊地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018，48（20）：65-70.

作者簡介：

曾大為（1987-10），男，本科，工程師，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。