建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基設(shè)計簡述

張超

摘 要：樁基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，能為建筑工程的安全使用等提供保障。因此，設(shè)計人員也必須結(jié)合建筑工程的特點(diǎn)，科學(xué)合理地進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計。文章對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的樁基設(shè)計進(jìn)行分析與研究。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計； 樁基設(shè)計； 鉆孔灌注樁； 人工挖孔樁； 靜力壓樁

1 引文

在建筑行業(yè)快速發(fā)展的今天，人們越來越重視建筑工程的安全性。對于建筑工程而言，樁基礎(chǔ)能夠?yàn)槠涮峁┝己玫闹畏€(wěn)固作用，樁基礎(chǔ)的設(shè)計施工效果將直接對建筑物整體產(chǎn)生影響。由于建筑工程施工具有一定的復(fù)雜性，因此需要科學(xué)地進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)良好的工程效益。如今，城市中不同類型的建筑大量興建，建筑基礎(chǔ)的造價在總投資中占據(jù)很大比例?；A(chǔ)以樁基礎(chǔ)形式為主，選擇合適的樁基礎(chǔ)類型，做好樁基礎(chǔ)設(shè)計，無論是對基礎(chǔ)安全，還是降低造價，都有重要作用。

2 建筑樁基礎(chǔ)種類

2.1 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁是常見的施工技術(shù)，即利用鉆孔處理，在孔中放置鋼筋籠，并進(jìn)行混凝土澆筑成柱的樁基礎(chǔ)施工方法。鉆孔過灌注樁技術(shù)具有自身的特點(diǎn)，需要先成孔然后在成柱，并結(jié)合實(shí)際情況確定成樁的形式，但是這種方法并不能保證成孔垂直度。所以，要保證使用的鉆機(jī)可靠、安全，使作業(yè)的位置更加牢固，防止鉆孔出現(xiàn)偏移。此外，還可以對樁機(jī)支撐面積進(jìn)行擴(kuò)大，從而使成孔更加準(zhǔn)確。

2.2 人工挖孔樁

人工挖孔樁就是通過人工的方法進(jìn)行施工作業(yè)，其施工效果也比較理想的。雖然人工挖孔樁需要的人工作業(yè)量較大，但其成本的支出并不多，也不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。這種技術(shù)是比較經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的施工技術(shù)，在建筑工程施工中有著極為廣泛的應(yīng)用。其采用人工作業(yè)的方式擴(kuò)大樁基地，并結(jié)合水流量明確是否需要繼續(xù)開挖，同時確定開挖的規(guī)模，最后將混凝土填入其中，使樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量效果得到保障。

2.3 靜力壓樁

靜力壓樁通過自重及樁架的影響對樁產(chǎn)生反作用力，從而使樁能夠快速進(jìn)入地下，并能對其偏移程度進(jìn)行科學(xué)的控制。在實(shí)際施工中，采用靜力壓樁施工技術(shù)產(chǎn)生的噪聲、震動并不明顯，其施工工藝相對簡單、操作較為便利，同時成本也不高，因此在建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計施工中有著廣泛的應(yīng)用。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用必要性及原則

3.1 技術(shù)應(yīng)用必要性

在工程施工過程中，隨著建筑物自身重量的不斷提升，勢必會給地基施加巨大壓力，一旦超出了地基承受能力，便很容易對地質(zhì)內(nèi)部巖土形態(tài)造成影響，嚴(yán)重時，還會導(dǎo)致建筑墻體的崩塌和裂縫問題。通過樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，能夠結(jié)合建筑地基所承受的壓力程度進(jìn)行合理的縮減，從根本上避免了建筑墻體的變形問題。實(shí)踐過程中，主要就是在地質(zhì)巖體中灌注承臺結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)樁，打造出完整的承重平臺，將建筑沉降量控制在合理范圍之內(nèi)，提升建筑物整體的可靠性和安全性，為施工質(zhì)量提供保障。

3.2 基本原則

在工程設(shè)計階段，設(shè)計人員要善于結(jié)合施工現(xiàn)場周邊環(huán)境，對樁基礎(chǔ)施工類型和方案進(jìn)行確定，以此達(dá)到節(jié)約建筑成本的目的。此外，在選擇施工方案時，還要嚴(yán)格遵循以下原則來進(jìn)行：第一，確定的方案一定要能夠滿足建筑工程的實(shí)際要求，且在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照要求和規(guī)定，對樁基礎(chǔ)和建筑物的承載力進(jìn)行計算，以確保施工符合建筑要求和標(biāo)準(zhǔn)。第二，對施工現(xiàn)場周邊的環(huán)境、地質(zhì)、水文等進(jìn)行有效保護(hù)，選擇出最理想的方案。第三，樁基礎(chǔ)施工要滿足建筑施工進(jìn)度要求，實(shí)踐過程中，可結(jié)合具體的施工進(jìn)度對樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行確定，若工期相對緊張，還可對靜壓樁施工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，若工期較長，可對灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基礎(chǔ)設(shè)計策略

4.1 全面把握施工現(xiàn)場

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要科學(xué)地處理樁基礎(chǔ)設(shè)計工作，使其作用得到充分發(fā)揮。因此需要相關(guān)人員科學(xué)、全面地把握建筑結(jié)構(gòu)工程施工現(xiàn)場，了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)特點(diǎn)、條件等，并能準(zhǔn)確把握建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處理的實(shí)際需要，全面提高建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用的效果。在把握建筑工程施工現(xiàn)場的實(shí)際情況時，需要了解建筑工程所在位置的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤、地下水及周邊環(huán)境等，進(jìn)而科學(xué)地對樁基礎(chǔ)設(shè)計施工進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到良好的效果。

4.2 確定樁基礎(chǔ)規(guī)格

為保證樁基礎(chǔ)設(shè)計效果，還需要確定樁基礎(chǔ)的規(guī)格，如明確樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的橫截面積、長度等。在明確樁基礎(chǔ)規(guī)格時，還需要把握樁基礎(chǔ)在實(shí)際工程中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠嬎?。另外，還應(yīng)對建筑工程施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行全面分析，了解樁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承載力等，保證樁基礎(chǔ)的設(shè)計效果。

4.3 優(yōu)化布置樁平面

樁基礎(chǔ)設(shè)計過程中，要對樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平面進(jìn)行科學(xué)布置，尤其是樁基礎(chǔ)平面的重心、間距等，保證建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其具有良好的承載力。在建筑樁平面布置過程中，矩形網(wǎng)格狀、梅花形網(wǎng)格狀、不等距排列方式等是良好的平面布置的方法，具有較好的效果，可以依據(jù)工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

4.4 明確建筑物樁基礎(chǔ)作用力特點(diǎn)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樁基礎(chǔ)設(shè)計能夠很好地承載建筑物的上部壓力，實(shí)現(xiàn)良好的承載力效果，使建筑物出現(xiàn)沉降的概率得到降低。在建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計過程中，需要全面把握建筑物樁基礎(chǔ)的構(gòu)建需要，通過力學(xué)角度進(jìn)行分析研究，明確建筑物上部結(jié)構(gòu)對樁基礎(chǔ)產(chǎn)生的作用力，進(jìn)而確定樁基礎(chǔ)設(shè)計的具體方法，使建筑樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計施工更加可靠、穩(wěn)定。此外，還需要科學(xué)研究建筑物的高度，對其橫截面積進(jìn)行計算，了解其作用力特點(diǎn)。

4.5 驗(yàn)算樁基礎(chǔ)承載力

在建筑工程施工中，樁基礎(chǔ)設(shè)計施工效果將對建筑的承載力產(chǎn)生較大影響，所以需要對建筑物進(jìn)行合理的基礎(chǔ)布置。要重點(diǎn)驗(yàn)算樁基礎(chǔ)承載力，保證良好的樁基礎(chǔ)施工效果。設(shè)計人員要明確設(shè)計思路，把握好其承載力水平，樁基礎(chǔ)設(shè)計要科學(xué)、可靠，重點(diǎn)驗(yàn)算并確定設(shè)計方案，減少實(shí)際施工操作中的問題。驗(yàn)算時要明確相關(guān)參數(shù)，孔底沉渣小于10cm，樁身的垂直度不能大于1%等，施工后依據(jù)樁承載力確定設(shè)計需要，保證其安全性。

5 樁偏差控制與處理

在樁基施工過程中，其偏差必須得以嚴(yán)格控制，尤其是條形狀和承臺樁，其偏差一旦較大，將產(chǎn)生一定附加內(nèi)力，導(dǎo)致基礎(chǔ)處在不安全的狀態(tài)。豎向偏差按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的要求，樁頂標(biāo)高偏差不能超過-50～+100mm，而如果施工中產(chǎn)生較大偏差，則會使施工任務(wù)增加，或造成損失。如果樁頂?shù)臉?biāo)高比設(shè)計標(biāo)高大，則應(yīng)進(jìn)行截樁，尤其是空心樁，在樁頂進(jìn)行截樁不但施工困難，而且經(jīng)濟(jì)性較差；如果樁頂?shù)臉?biāo)高比設(shè)計標(biāo)高小，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)樁，這不但對工期有很大影響，而且還會造成浪費(fèi)。因此，施工單位必須對樁頂標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡量使標(biāo)高和設(shè)計要求保持一致，尤其是在施工中應(yīng)充分考慮樁基卸載以后產(chǎn)生的回降量，如果不加考慮，則會使樁基高于設(shè)計值。設(shè)計中，還應(yīng)考慮施工誤差，以施工質(zhì)量為參考依據(jù)，在設(shè)計過程中考慮約2mm的容許誤差，通過這樣的處理，能減少截樁，有良好可操作性。

6 結(jié)束語

總之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，樁基礎(chǔ)設(shè)計是系統(tǒng)化的工作內(nèi)容，具有一定的復(fù)雜性，其設(shè)計施工的效果將對整個建筑工程產(chǎn)生重要的影響。因此，設(shè)計人員必須要提高對樁基礎(chǔ)設(shè)計的重視程度，通過科學(xué)的方法提高樁基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量和效果，使其在建筑結(jié)構(gòu)中能夠較好地發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閆棟.土建工程結(jié)構(gòu)的樁基設(shè)計及抗震設(shè)計分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2018（5）：43～49.

[2] 吳珊珊，侯拓文.建筑結(jié)構(gòu)工程常用的地基基礎(chǔ)與樁基設(shè)計[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（10）：107.

[3] 許偉濤.土建結(jié)構(gòu)設(shè)計中的樁基設(shè)計與抗震設(shè)計[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2017（4）：61～62.