基于高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵分析

江海燕

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到了巨大的提高，人們的住宅購(gòu)買(mǎi)能力也在不斷提高，這就在一定程度上使住房需求量日益增加。在現(xiàn)階段的房屋建設(shè)中，大多數(shù)都是以高層建筑為主，且高層建筑已經(jīng)成為建筑建設(shè)的主流。

關(guān)鍵詞 高層建筑;樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì);住房需求量

引言

高層建筑的主要特點(diǎn)就是層數(shù)很多，在高度上也是十分的長(zhǎng)，體積大。因?yàn)榻ㄖ锓浅８叽?，在豎向的荷載力又大又集中，并且荷載力和地震的荷載成倍的增長(zhǎng)的，所以，要求施工人員在地基上要進(jìn)行更高的承載力，同時(shí)在控制范圍內(nèi)的傾斜度和沉降上，保證建筑物的穩(wěn)定性。這對(duì)與基礎(chǔ)建筑設(shè)計(jì)與施工上有了更高的要求。

1建筑施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)

①安全性高。樁基礎(chǔ)在高層建筑的應(yīng)用中，能夠有效克服地質(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)。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。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)而有效減少了施工時(shí)間和工程造價(jià)[1]。

2高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵分析

2.1 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。

2.2 對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的軸向形變，不容忽視

通常情況下，對(duì)低層建筑結(jié)構(gòu)的分析，只是考慮彎矩項(xiàng)，其原因是軸力項(xiàng)影響太小。對(duì)于剪切項(xiàng)來(lái)說(shuō)，一般情況下都是不考慮的。而對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的情況就不同了。它的層數(shù)多以及高度大，導(dǎo)致軸力值變得很大。另外，它沿高度積累的軸向變形非常明顯;這樣地軸向變形將給高層建筑結(jié)構(gòu)分布與內(nèi)力數(shù)值造成很大的變化。在高層建筑結(jié)構(gòu)分析中，要對(duì)軸向變形的影響應(yīng)當(dāng)進(jìn)行考慮。但是，在結(jié)構(gòu)完成之后，結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載并不是一次施加的。在施工過(guò)程中，絕大部分的結(jié)構(gòu)自重都是由占豎向荷載逐層施加的，而軸向壓縮變形已在施工過(guò)程中分階段的完成。因此，在施工過(guò)程中，對(duì)軸向變形的分層施加豎向荷載這一因素的考慮，不能按一次簡(jiǎn)單的加載考慮，不然就會(huì)使一些不合理的計(jì)算結(jié)果的出現(xiàn)[2]。

2.3 沉降縫的設(shè)置

沉降縫在建筑工程建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用是非常廣泛的，其主要是為了避免在建筑施工地區(qū)的地基沉降不均勻而對(duì)建筑物造成破壞設(shè)置的。對(duì)于建筑物，尤其是高層建筑物的建設(shè)來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于建筑物高度、結(jié)構(gòu)形式的不同，以及建筑地基之間的差別，會(huì)造成建筑物不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物中的不穩(wěn)定的部位出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)裂開(kāi)，對(duì)用戶的使用安全造成了影響。另外，由于高層建筑對(duì)地基基礎(chǔ)和地下室的壓力，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過(guò)程中更加復(fù)雜，再設(shè)置沉降縫會(huì)使高層建筑的穩(wěn)定性受到威脅。在高層建筑中設(shè)置沉降縫還會(huì)影響地下室在土層中的嵌固。所以高層建筑中不要設(shè)置沉降縫。

2.4 樁筏基礎(chǔ)

基巖層所處地層相對(duì)較深是國(guó)內(nèi)沿海城市的巖土地層結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)，因?yàn)榍稁r樁基礎(chǔ)基本上不能實(shí)現(xiàn)，故而只能選用樁基礎(chǔ)，但由于摩擦樁的承載能力偏低，部分情況下難以迎合高層建筑上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)基礎(chǔ)承載能力提出的要求，因此該區(qū)段高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可選擇樁筏基礎(chǔ)形式。樁筏基礎(chǔ)為樁基與筏板基礎(chǔ)的總稱，樁基絕非是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其屬于人工地基，筏板為組成基礎(chǔ)的重要結(jié)構(gòu)之一，部分有地下室的建筑經(jīng)常使用筏板基礎(chǔ)，在荷載相對(duì)較大、地基土承載能力無(wú)法符合上部結(jié)構(gòu)荷載或沉降要求時(shí)，建議選用樁筏基礎(chǔ)，樁土的協(xié)同合作是該種基礎(chǔ)形式的運(yùn)行機(jī)制。在地基土沉降、收縮、固結(jié)等物化過(guò)程中和樁體形成良好的協(xié)調(diào)關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)件穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，此時(shí)筏板底土層和摩擦樁同時(shí)承擔(dān)了上部結(jié)構(gòu)傳遞荷載。對(duì)筏板基礎(chǔ)進(jìn)行整體分析，發(fā)現(xiàn)其四周應(yīng)力水平處于最大層面上，所以在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)確保筏板四周樁均勻布置，加密樁體的間距，筏板內(nèi)部最好使用梅花形布置。分析到摩擦樁的特點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)樁身內(nèi)徑的適宜性，結(jié)合沖切、抗彎、抗剪要求等規(guī)劃筏板厚度。

2.5 提高材料利用率

在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略中，提高建筑材料的利用率是一種有效的優(yōu)化策略，材料利用率的提高要在保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量和不違反法律要求的前提下開(kāi)展。例如說(shuō)，鋼筋混凝土作為建筑體的主要結(jié)構(gòu)，其中的柱主要以受壓力為主，那么在材料選擇時(shí)就要更加偏向于對(duì)材料受壓能力的選擇，在保證質(zhì)量的前提下，通過(guò)提高材料的性能來(lái)減少材料的使用量?？偠灾?，在材料的選擇過(guò)程中要有針對(duì)性，要注重材料的性能，使材料的利用率最大化，從而達(dá)到降低正常成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

高層建筑基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在選型階段需要考慮地基持力層情況、上部結(jié)構(gòu)情況、穿越土層情況等，在選擇樁基作為高層建筑基礎(chǔ)時(shí)需要對(duì)影響樁尺寸的因素進(jìn)行考慮，從而最終設(shè)計(jì)形成安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的高層建筑基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 程文剛.高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化探討[J].現(xiàn)代物業(yè)旬刊，2015，（6）：

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[2] 張二龍.某高層建筑基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)及造價(jià)分析[J].低溫建筑技術(shù)，

2014，36（2）：136-137.

[3] 梁敏.高層建筑地基基礎(chǔ)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].科技展望，2015，

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