高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)中的樁基礎(chǔ)設(shè)計探討

乜永明

【摘要】近些年來，隨著我國高層建筑的不斷發(fā)展，對樁基礎(chǔ)也提出了較高的要求，在混凝土結(jié)構(gòu)中，做好樁基礎(chǔ)設(shè)計工作具有重要的意義。設(shè)計人員需要充分認識樁基礎(chǔ)的重要性，在具體設(shè)計中根據(jù)實際情況選擇適合的樁基礎(chǔ)類型，掌握相應的設(shè)計注意事項，從而保證樁基礎(chǔ)能夠發(fā)揮應有的作用。本文主要針對高層建筑闡述了樁基礎(chǔ)的特點以及常見的樁基礎(chǔ)類型，提出了樁基礎(chǔ)設(shè)計的策略。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;混凝土結(jié)構(gòu);樁基礎(chǔ)設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.032

對于高層建筑物來說，樁基礎(chǔ)占據(jù)著核心地位，樁基礎(chǔ)具有較多的優(yōu)勢。通過將其應用于高層建筑中能夠在整體上保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，推進了建筑行業(yè)的發(fā)展。對于樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，需要對樁基豎向安裝高度以及群樁剛度進行控制，避免受到自身重量的影響，盡量減少不均勻沉降現(xiàn)象，使得建筑物的不均勻沉降值能夠控制在正常范圍之內(nèi)。除此之外，樁基礎(chǔ)具有較強的抗傾覆能力，在具體設(shè)計時需要充分發(fā)揮樁基礎(chǔ)的作用，能夠?qū)︼L力以及地震等影響因素帶來的不良影響進行有效抵御，將樁基直穿可液化土層，使其發(fā)揮較好的抗壓承載力以及抗拔承載力，為高層建筑穩(wěn)定性提供安全保障。

1、高層建筑樁基礎(chǔ)的特征

在高層建筑中，隨著建筑高度的增加，建筑物自身的重量也隨之增加，重心也會逐漸上移，在水平力的影響下很容易對建筑物的安全造成威脅，不管是受到了地震因素的影響，或是受到了風荷載的影響很容易出現(xiàn)建筑物位移、傾斜等現(xiàn)象，一旦發(fā)生建筑物倒塌將會造成很大的經(jīng)濟損失，所以，在高層建筑物中需要對混凝土樁基礎(chǔ)的形式進行重點研究。根據(jù)大量實踐經(jīng)驗可知，樁基礎(chǔ)的特征主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，對高層建筑物的樁基礎(chǔ)進行設(shè)計的過程中需要將樁基礎(chǔ)延伸至地下深處，全面了解地質(zhì)的特點，保證樁基礎(chǔ)具有較好的承載力，保證樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，這樣才能夠承載來自建筑物上部的荷載。第二，樁基礎(chǔ)的豎向剛度相對較大，不管是單樁，又或者是群樁，對其進行具體設(shè)計時都需要考慮到高層建筑物的總荷載，尤其要對不均勻沉降問題給予高度重視，這對保證建筑物的穩(wěn)定性具有很大的影響。第三，不管是單樁基礎(chǔ)，又或者是群樁基礎(chǔ)都需要具有較好的抵抗來自水平方向的承載力，避免發(fā)生傾斜。第四，在具體設(shè)計時，也需要對地基中的沙土以及本土進行充分分析，使得樁身能夠穿過液化土層，穿過堅硬的土層，順利到達堅硬的巖石上，這樣才能夠保證樁基礎(chǔ)的支撐點，從而有效抵抗地震的影響。

2、樁基礎(chǔ)的類型

對高層建筑進行設(shè)計時，需要對樁基礎(chǔ)的類型進行合理分析，根據(jù)不同的荷載分布情況以及地質(zhì)情況保證地基安全性。一般來說，比較常見的樁基礎(chǔ)包括兩種，一是預制樁，二是灌注樁。對于預制樁來說，主要是在工廠中進行提前制作，然后，將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場中，使用相應的機械設(shè)備將其打入土層中，根據(jù)材料的不同，又可以將預制樁分為鋼筋混凝土預制樁、木樁以及組合裝等等，不同的預裝有著各自的特征，設(shè)計師需要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況選取。對于混凝土預制樁來說，對其進行制作時需要選擇適合的工藝和技術(shù)，保證樁構(gòu)件的質(zhì)量能夠符合相應的標準。如果遇到了地質(zhì)條件比較復雜的情況需要合理裝配，保證設(shè)計方案能夠取得滿意的效果。對于灌注樁來說，在高層建筑中得到了廣泛應用，主要是利用機械鉆孔方式又或者是人工挖掘方式，在地基上形成相應的鉆孔將鋼筋籠設(shè)置在鉆孔中，在此基礎(chǔ)上進行混凝土澆筑，常見的灌注樁包括：干作業(yè)成孔灌注樁、成管灌注樁、泥籠護壁成孔灌注樁等等，不同的灌注樁應該使用不同的技術(shù)規(guī)范，在具體設(shè)計時需要結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況進行設(shè)計，保證灌注樁的承載力。

3、樁基設(shè)計分析

3.1剛性樁基礎(chǔ)設(shè)計

對剛性樁基礎(chǔ)進行具體設(shè)計之前，需要對施工現(xiàn)場條件以及地質(zhì)情況進行深入考察，全面了解施工現(xiàn)場的實際情況，以此來選擇樁基礎(chǔ)的類型，確定相應的參數(shù)。一般來說，需要對樁基礎(chǔ)平臺的尺寸進行確定，明確樁基埋入土層的深度，分析荷載以及相關(guān)因素的影響，對單樁承載力進行實際計算，對地基下的群裝進行計算。除此之外，還需要針對剛性樁基礎(chǔ)的樁數(shù)量進行確定，根據(jù)豎向荷載以及單樁承載力的相關(guān)特點進行分析，樁與樁之間距離應該控制在直徑的3～4倍左右。

3.2減沉樁基礎(chǔ)設(shè)計

對減沉樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，需要對相關(guān)參數(shù)進行準確計算，根據(jù)樁基礎(chǔ)的沉降量優(yōu)化相關(guān)參數(shù)，使得樁基礎(chǔ)沉降得到有效控制。這種樁基礎(chǔ)一般常應用于軟土地基中，對沉降要求相對較高，在具體設(shè)計減沉樁基礎(chǔ)時，需要對天然地基的承載力進行合理應用，充分發(fā)揮減沉樁基礎(chǔ)的沉降作用，提升單樁的承載力，與天然地基基礎(chǔ)相互作用，以此來高層建筑物的穩(wěn)定性。

3.3試樁

對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計之前，需要對整個樁基礎(chǔ)進行試樁設(shè)計，這樣能夠在整體上把握地質(zhì)情況，了解施工過程可能出現(xiàn)的問題。如果計算值與實際值存在很大差距，需要對樁基礎(chǔ)的承載力進行合理設(shè)計，適當增加樁的數(shù)量。根據(jù)具體測試數(shù)值進行試樁，這樣也能夠減少不必要的資金投入，結(jié)合現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)，保證樁基礎(chǔ)的準確性。除此之外，還應該根據(jù)樁基礎(chǔ)的規(guī)則以及形式等優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。

結(jié)語：

綜上所述，對高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要對樁基礎(chǔ)進行重點設(shè)計，這項工作直接關(guān)系著建筑物整體的穩(wěn)定性以及安全性。對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，需要與地質(zhì)情況進行密切結(jié)合，設(shè)計人員需要掌握現(xiàn)場實際情況，了解地質(zhì)條件等等，根據(jù)具體的情況進行樁基礎(chǔ)設(shè)計，選擇適合的樁基礎(chǔ)類型，并且，還需要做好剛性樁設(shè)計工作以及減沉樁基礎(chǔ)設(shè)計，將試樁工作落到實處，這樣才能夠在根本上保證高層建筑物樁基礎(chǔ)的可靠性。

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