建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)分析

王冉　馬堃

摘? ? 要：建筑工程的發(fā)展離不開樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，只有做好樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作，建筑的結(jié)構(gòu)才會更加合理，建筑的質(zhì)量才會得到可靠保障。因此，無論設(shè)計(jì)人員還是管理人員都應(yīng)當(dāng)對樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作予以重視，不斷探索有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，提升設(shè)計(jì)水平，讓樁基礎(chǔ)在建筑工程中的重要作用得以充分發(fā)揮。本文對建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)進(jìn)行了分析探討。

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

1? 前言

由于現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)，建筑行業(yè)在建筑形式上逐漸朝著縱向進(jìn)行發(fā)展，越來越多的高層建筑不斷出現(xiàn)，成為城市中最為鮮明的建筑形式，在眾多高層建筑結(jié)構(gòu)中所采取的是樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。樁基礎(chǔ)是一種較為古老的技術(shù)形式?；A(chǔ)決定上層建筑，在對高層建筑設(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)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評估。

2? 建筑施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）樁基礎(chǔ)的承載力較強(qiáng)，樁深入到的堅(jiān)硬的持力層內(nèi)，比如密實(shí)的巖石層、基巖以及中密砂等土質(zhì)中，在豎向的單樁以及群樁的承載中，承載力都較強(qiáng)，能夠承載起建筑的主體的全部的豎向荷載，其中也包含偏心荷載在內(nèi)。（2）豎向樁的剛度較大，樁基礎(chǔ)的單樁和群樁的剛度都很大，當(dāng)自身的重量以及鄰近的荷載對其產(chǎn)生作用時(shí)，都不會出現(xiàn)極度不均勻的沉降，并且將建筑物可能出現(xiàn)的傾斜控制在一定的范圍。（3）穩(wěn)定性較好，不管是單樁還是群樁，都具有較大的側(cè)向剛度，并且抗傾覆能力較強(qiáng)，對地震以及風(fēng)力作用導(dǎo)致的力矩和水平上的荷載，都可以較好的抵御，保證高層建筑物的穩(wěn)定。（4）抗壓和抗拔的承載力較強(qiáng)。樁身可以穿過液化的土層，并且牢牢地固定在基巖層和深土層內(nèi)，使得建筑的根部能夠?qū)ν饨缧纬蓸O強(qiáng)的抵抗力，防止建筑物出現(xiàn)沉陷或者傾斜的情況。

3? 適用情況

（1）建筑物需要較大負(fù)載時(shí)選擇樁基礎(chǔ)，但須注意的是如果地上軟弱，則需觀察地下土層是否堅(jiān)實(shí)，只有其地下土層堅(jiān)實(shí)才能選擇該基礎(chǔ)。（2）地基方面存在問題的建筑，如一些建筑的地基沉降量大，經(jīng)過一系列的處理之后還是不能達(dá)到建筑要求，那么這時(shí)就需要根據(jù)建筑的情況來選擇樁基礎(chǔ)。（3）相對而言比較重要的建筑，這類建筑可能選用地基其承載力也能滿足建筑需求，但這些相對重要的建筑不能有較大沉降，此時(shí)可考慮選擇樁基礎(chǔ)。（4）一些建筑選擇后會發(fā)現(xiàn)其土層較薄，且土質(zhì)不佳，如果選擇一些條形基礎(chǔ)，則其土方量會相對較大，這時(shí)就可以采用一定形式進(jìn)行灌樁，將樁基礎(chǔ)用在其中。

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

4.1? 充分考慮施工現(xiàn)場基本狀況

基于建筑結(jié)構(gòu)中對于樁基礎(chǔ)的合理應(yīng)用和處理來看，為了較好提升其作用效果和價(jià)值，必須要首先了解相應(yīng)建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場的基本狀況，尤其是要把建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場所處區(qū)域的地質(zhì)條件勘察清楚，針對該項(xiàng)目所處區(qū)域基本的地質(zhì)條件和特點(diǎn)進(jìn)行分析，把握好其對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處理的相應(yīng)要求，如此也就能夠較好提升其樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用價(jià)值效果。針對這種建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場基礎(chǔ)環(huán)境的了解和分析來看，需要重點(diǎn)把握好土壤成分特點(diǎn)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型、周圍環(huán)境需求以及相應(yīng)的地下水狀況等，這些因素都可能會對于相應(yīng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生影響，也都應(yīng)該在相應(yīng)的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中得到較好的體現(xiàn)，另外該建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場應(yīng)該進(jìn)行單樁靜載試驗(yàn)，為整個(gè)項(xiàng)目的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供較為準(zhǔn)確依據(jù)。結(jié)合這些因素才能夠選擇最為理想的樁基礎(chǔ)方式進(jìn)行優(yōu)化處理，切實(shí)提升最終樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用價(jià)值效果。

4.2? 合理設(shè)計(jì)沉降縫

因?yàn)榈鼗嬖诓痪鶆虻某两登闆r，所以會給建筑物造成一定的影響，所以需要正確設(shè)置沉降縫。因?yàn)榻ㄖ诮ㄔ斓倪^程中土質(zhì)基礎(chǔ)存在一定的差異，而且建筑物相鄰部分的荷載、高度以及結(jié)構(gòu)形式有所不同，所以因此不均勻沉降會造成開裂或者是錯動的問題。要想解決這些問題，就需要設(shè)置一個(gè)垂直的縫隙，把建筑物劃分成多個(gè)單獨(dú)的單元。不過在進(jìn)行施工的時(shí)候，沉降縫很難在高層建筑里面發(fā)揮應(yīng)用的效果。由于高層建筑的結(jié)構(gòu)壓力使得建筑地基設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，對于沉降縫的設(shè)計(jì)會影響到地下室土層里面的嵌固作用，出現(xiàn)多余的壓力，這樣也會影響到建筑的安全性和穩(wěn)定性，因此對于高層建筑來說，最好不要設(shè)置沉降縫，可以選擇不同的基礎(chǔ)種類和地基處理方法來解決所存在的沉降問題。

4.3? 合理調(diào)整好樁土支撐剛度

把調(diào)整樁土的支撐剛度視為重要的設(shè)計(jì)原則，合理布局上部結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件與荷載，全面考慮這些結(jié)構(gòu)的相互作用與內(nèi)在聯(lián)系，運(yùn)用強(qiáng)脫結(jié)合的方法，強(qiáng)調(diào)增沉與減沉的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)剛?cè)岵⒅?，進(jìn)而達(dá)到整體協(xié)調(diào)方法，結(jié)合具體情況，實(shí)施差異沉降，進(jìn)而減小承臺內(nèi)力。在具體操作中，應(yīng)加強(qiáng)對樁土支撐剛度的把控，進(jìn)而開展科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩攘?。樁承載力、單樁與支撐強(qiáng)度需呈現(xiàn)正相關(guān)性，群樁的承載作用會伴隨著樁數(shù)量的不斷增加、樁距減少而逐步降低，進(jìn)而發(fā)生了群樁效應(yīng)。

4.4? 確定樁規(guī)格

在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，對于樁基礎(chǔ)相應(yīng)樁規(guī)格的確定是比較核心的一環(huán)，樁規(guī)格的確定必須滿足建筑工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全性的要求，還得考慮整體基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)性。這種樁基礎(chǔ)規(guī)格的確定主要就是圍繞著樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的長度、橫截面積等指標(biāo)進(jìn)行確定，促使其能夠在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中得到較好運(yùn)用，除了這種樁結(jié)構(gòu)自身的相應(yīng)規(guī)格指標(biāo)之外，還需要重點(diǎn)分析樁基礎(chǔ)在相應(yīng)場地中應(yīng)用涉及到的一些基本指標(biāo)，比如埋深等，就需要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算分析，促使其能夠表現(xiàn)出理想的作用價(jià)值效果。針對這種樁規(guī)格的確定，不僅僅需要參考上述提到的建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場基本狀況，還需要分析狀結(jié)構(gòu)自身的一些強(qiáng)度、承載力效果等基本指標(biāo)，如此才能夠最大程度上提升其整體作用效果。

4.5? 做好樁平面布置

對于建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作來看，除了要針對單個(gè)樁進(jìn)行相應(yīng)規(guī)格的明確設(shè)計(jì)之外，還需要把握好整個(gè)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的平面布置狀況，尤其是要把握好樁基礎(chǔ)平面布置的重心以及相應(yīng)間距，促使其能夠較好穩(wěn)定整個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的承載力效果。在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用過程中，應(yīng)用效果比較理想的一些樁平面布置方式有梅花形網(wǎng)格狀、不等距排列方式以及矩形網(wǎng)格狀等基本類型，這些基本平面布置方式都能夠體現(xiàn)出較為理想的作用效果，需要結(jié)合建筑工程項(xiàng)目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)和需求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

4.6? 驗(yàn)算樁的承載力效果

為了更好提升建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)效果，還需要重點(diǎn)針對樁的承載力效果進(jìn)行重點(diǎn)驗(yàn)算分析，促使相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確掌握樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中能夠達(dá)到的基本承載力水平，如此才能夠進(jìn)行最終設(shè)計(jì)確定，保障其能夠在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中得到可靠應(yīng)用。

總之，高層建筑越來越多，成為城市的典型標(biāo)志。而樁基礎(chǔ)在高層建筑是最為常用的，但是作為一項(xiàng)比較的繁瑣的工程的，設(shè)計(jì)和施工者要統(tǒng)籌各個(gè)環(huán)節(jié)，將其合理的、科學(xué)的應(yīng)用其中，保證建筑的質(zhì)量高、造價(jià)低。

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