基于高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵分析

馮俊標(biāo)

（廣東城協(xié)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司清遠(yuǎn)分院 廣東清遠(yuǎn) 511500）

0 引言

當(dāng)代的建筑企業(yè)都非常重視對(duì)建筑穩(wěn)定性以及質(zhì)量的提升。企業(yè)要對(duì)在高層建筑項(xiàng)目中的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行充分地利用，提高樓層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，令樁基礎(chǔ)可以在建筑樓層中發(fā)揮統(tǒng)籌兼顧的作用。由于地質(zhì)對(duì)工程的穩(wěn)固性有著很大影響，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，相關(guān)工作人員需對(duì)其格外重視，要對(duì)工程以及相關(guān)信息進(jìn)行全面的勘察，只有保證對(duì)工程的相關(guān)信息全面掌握，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高層建筑樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，才會(huì)使設(shè)計(jì)得樁基礎(chǔ)合理，富有經(jīng)濟(jì)性和安全性，企業(yè)也會(huì)在未來(lái)的發(fā)展中更加順利。

1 建筑施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 安全性高

樁基礎(chǔ)在高層建筑的應(yīng)用中，能夠有效的克服地質(zhì)問(wèn)題，減少地基軟弱土層對(duì)工程造成的影響，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地基安全性的提升。并且在進(jìn)行灌注混凝土的時(shí)候，地基與樁基礎(chǔ)相互的滲透作用，也使得地基的質(zhì)量得到大大的增強(qiáng)。

1.2 地基穩(wěn)定性強(qiáng)

樁基礎(chǔ)的作用通常表現(xiàn)在對(duì)土層的滲透、壓實(shí)和劈裂等3個(gè)方面，并且這三個(gè)方面之間存在一定的聯(lián)系，在施工環(huán)境不同的情況下，這三個(gè)作用方面也會(huì)有著不同的關(guān)聯(lián)性，但相同的是，都會(huì)令地基的穩(wěn)固性得到提升。

1.3 降低工程施工成本

在建筑行業(yè)中，樁基礎(chǔ)有著較為廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的打樁非常容易被工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)所影響，使得工程造價(jià)增加，而現(xiàn)在的樁基礎(chǔ)技術(shù)相較于傳統(tǒng)的打樁技術(shù)，最明顯的優(yōu)勢(shì)是有效的規(guī)避了地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程的影響，同時(shí)簡(jiǎn)化了施工的操作步驟，施工人員可以根據(jù)實(shí)際工程的具體要求靈活的變化操作方法，進(jìn)而有效的減少了施工時(shí)間和工程造價(jià)。

2 建筑工程中常用的樁基礎(chǔ)施工方法

2.1 鉆孔灌注法

利用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔之后，將鋼筋籠放入鉆好的鉆孔之內(nèi)，然后進(jìn)行混凝土的灌注，這種方法就是鉆孔灌注法。該施工方法是先打孔，再成樁的模式，其最大的優(yōu)勢(shì)就是成樁形式靈活自由，能夠根據(jù)工程需要完成定制。同時(shí)也有著較為顯著的缺點(diǎn)，因?yàn)閷?duì)于成樁的位置有著很重要的精度，因此，在進(jìn)行鉆孔時(shí)要精確的控制垂直精度。這樣的垂直精度不易把握，需工程所用的鉆機(jī)擁有可靠安全的性能，同時(shí)在進(jìn)行鉆孔的時(shí)候不能使其位置發(fā)生偏移，需要很穩(wěn)固。因此在進(jìn)行鉆孔施工的時(shí)候，為了確保垂直精度，通常會(huì)采用增大鉆機(jī)支撐面或是保證鉆桿與鉆架在施工時(shí)始終保持垂直狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工

2.2 人工挖孔法

人工挖孔法，即利用人工完成打孔施工工作，同樣屬于灌注樁的一種。該打孔方式有著效果好，所需成本少的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境只有很小的影響，缺點(diǎn)是對(duì)挖孔施工人員危險(xiǎn)性較大。在采用人工挖孔法的時(shí)候，要將原有樁底進(jìn)行擴(kuò)大，判定好樁孔的大小之后再進(jìn)行開(kāi)挖。

2.3 振動(dòng)沉樁法

振動(dòng)沉樁是通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的較大的垂直力來(lái)作用于地基，利用其相互之間的作用，令地基有著更好的密實(shí)度。振動(dòng)沉樁最終達(dá)到的效果和振動(dòng)時(shí)間之間聯(lián)系緊密，時(shí)間最長(zhǎng)，達(dá)到的密實(shí)效果也就越好。通常情況下，在實(shí)際的建筑施工中采用振動(dòng)沉樁法的時(shí)候，第一點(diǎn)要確保振動(dòng)機(jī)位始終穩(wěn)固，不會(huì)發(fā)生偏移，同時(shí)在振動(dòng)產(chǎn)生的垂直力作用下將樁壓入土層里，在實(shí)際工程的施工中，首先要對(duì)樁進(jìn)行輕度的錘擊，時(shí)刻觀察沉樁的振動(dòng)頻率，打樁開(kāi)始之初，利用小距離輕錘的辦法進(jìn)行沉樁，如此操作一段時(shí)間確保樁位置牢固，不會(huì)再出現(xiàn)傾斜情況之后，再開(kāi)始連續(xù)的錘擊，當(dāng)沉樁到了土層一定深度之后停止打樁。從振動(dòng)沉樁法的應(yīng)用效果上分析，其在黏土和松散的沙土中有著最好的沉樁效果。

圖2 沉樁

2.4 靜力壓樁法

靜力壓樁法有著樁基質(zhì)量好、施工工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)所需成本較低，因此這種方案較為經(jīng)濟(jì)可靠。靜力壓樁法對(duì)于負(fù)責(zé)檢測(cè)的人員也很便利。靜力壓樁主要是通過(guò)樁的自重快速的把樁打入土層里，這樣能夠在實(shí)際的工程施工中不發(fā)出噪聲，避免噪聲污染。

3 建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.1 充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)基本狀況

從建筑工程中處理與應(yīng)用樁基礎(chǔ)的情況來(lái)說(shuō)，要想有效的提升樁基礎(chǔ)的效果，需要對(duì)建筑項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的基本情況進(jìn)行充分全面的了解，特別是要將施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況全方位的掌握，對(duì)該建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)有針對(duì)性的進(jìn)行分析研究，對(duì)其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所需的具體要求進(jìn)行良好的掌握，這樣一來(lái)就可以更好地將樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的價(jià)值以及效果進(jìn)行有效的提升。

3.2 確定樁規(guī)格

在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候，確定樁基礎(chǔ)相應(yīng)的規(guī)格是設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，而確定工程所需的樁規(guī)格需要符合該工程相應(yīng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全要求，對(duì)于基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性也要進(jìn)行充分的考慮。對(duì)于樁規(guī)格的確定原則主要是根據(jù)樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度以及橫截面積等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行確定的，可以令其在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中有著更好地應(yīng)用。除了上述提及的相應(yīng)的規(guī)格指標(biāo)，對(duì)于樁結(jié)構(gòu)的確定，還需對(duì)樁結(jié)構(gòu)在工程相應(yīng)場(chǎng)地中運(yùn)用所涉及的一些指標(biāo)進(jìn)行充分準(zhǔn)確的掌握，例如樁結(jié)構(gòu)的埋深等指標(biāo)，需對(duì)其準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)算并認(rèn)真的分析研究，令樁基礎(chǔ)可以發(fā)揮出其理想的效果。對(duì)于確定樁規(guī)格的情況，除了工程現(xiàn)場(chǎng)的基本判斷指標(biāo)，還要對(duì)樁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及承載力等指標(biāo)進(jìn)行研究分析，只有這樣才可以最大限度的提高樁基礎(chǔ)的整體效果。

3.3 做好樁平面布置

在樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作中，除了上述提及的明確單樁的規(guī)格，對(duì)于樁基礎(chǔ)的整個(gè)平面布置都要準(zhǔn)確無(wú)誤的了解，特別是樁基礎(chǔ)之間的間距等，這樣對(duì)于樁基礎(chǔ)在整體結(jié)構(gòu)中發(fā)揮良好的穩(wěn)定作用有著很大的幫助，同時(shí)有著比較好的承載力效果。在當(dāng)代的工程實(shí)際施工時(shí)，可采用有著較好效果的平面布置方式，例如不等距排列方式、梅花形網(wǎng)格狀或是矩形網(wǎng)格狀，上述的三種基本平面布置方式都可以發(fā)揮出較好的作用，要與該工程實(shí)際額基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要和其基本特點(diǎn)相結(jié)合，以進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)。

3.4 驗(yàn)算樁的承載力效果

要想很好的發(fā)揮出樁基礎(chǔ)的效果，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須對(duì)樁的承載力進(jìn)行重點(diǎn)的驗(yàn)算，令相關(guān)的工作人員可以準(zhǔn)確的把握樁結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中可以實(shí)現(xiàn)的承載力水平，這樣就可以完成最終的設(shè)計(jì)，確保樁基礎(chǔ)可以在工程中有著良好的應(yīng)用。

3.5 抗壓承載力的確定

在進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)試驗(yàn)樁設(shè)定和調(diào)整的，因此需要滿(mǎn)足樁基設(shè)計(jì)形式的整體要求，及時(shí)確定抗壓承載力。

3.5.1 試驗(yàn)樁

在進(jìn)行施工圖的設(shè)計(jì)時(shí)，利用靜載試驗(yàn)得到樁基承載力等其他參數(shù)，靜載試驗(yàn)是目前運(yùn)用的較為廣泛的檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)單樁的極限承載力有著明確的設(shè)計(jì)指標(biāo)，需按照工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)形式確定具體的要求，并應(yīng)用合理有效的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.5.2 試打樁

在正式施工之前，工作人員要合理分析樁基形式，把測(cè)定體系與變動(dòng)方式相結(jié)合，盡可能得到具體數(shù)據(jù)。這樣的設(shè)計(jì)形式會(huì)在一定程度上影響管樁的設(shè)計(jì)，在測(cè)量時(shí)能夠利用變動(dòng)測(cè)試的辦法實(shí)現(xiàn)控制誤差，盡可能把其限定在15%左右。該方法相比于靜載試驗(yàn)，其應(yīng)用范圍更廣，所需成本也較低。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，高層建筑越來(lái)越多，成為城市的典型標(biāo)志。樁基礎(chǔ)是高層建筑中較為常用的結(jié)構(gòu)，但高層建筑是較為繁復(fù)的工程，設(shè)計(jì)人員以及施工單位需要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都統(tǒng)籌規(guī)劃好，將所有的環(huán)節(jié)都科學(xué)有效的協(xié)調(diào)好，確保工程低造價(jià)，高質(zhì)量。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)設(shè)計(jì)形式的具體需要進(jìn)行全面的考慮，要對(duì)質(zhì)量和安全設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行考量，滿(mǎn)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。因此要合理的將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)之中，有效的提升樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)水平，為未來(lái)建筑的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。