建筑混凝土結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計分析

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    摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對建筑行業(yè)有了更高的追求，更加傾向于對于高層建筑的發(fā)展。主要目的在于使城市的發(fā)展可以有更快的進程，除此之外也可以在發(fā)展的基礎(chǔ)上帶動經(jīng)濟向前推進。對于高層建筑來說有多種技術(shù)形式，其中最為常見的是樁基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于可以更好適應(yīng)復(fù)雜地形，與此同時減少負荷。    
關(guān)鍵詞：建筑混凝土；結(jié)構(gòu)；樁基礎(chǔ)
引言：在對高層建筑的基礎(chǔ)形式進行選擇時，更加傾向于樁基礎(chǔ)，主要在于這種基礎(chǔ)形式與其他基礎(chǔ)形勢相比有更多的優(yōu)勢，特別適用于一些復(fù)雜地形，除此之外對于一些軟弱地基來說也尤其適用。為了使得裝技術(shù)設(shè)計在應(yīng)用過程中，可以更好地與高層建筑進行適應(yīng)，需要不斷的對其進行系統(tǒng)的分析，從而保證施工過程可以更好地注意到需要解決的問題。
一、高層建筑樁基礎(chǔ)的特點
第一對于樁基礎(chǔ)的優(yōu)勢來說，在對高層建筑進行施工時，可以保證將樁基礎(chǔ)放置在地層較為深處的地方，除此之外，可以根據(jù)地質(zhì)情況的實際來決定裝基礎(chǔ)的具體深度，有些樁基礎(chǔ)甚至可以達到深度在五六十米左右，這樣更加有利于保障安裝時，有更加強勁的力度支撐樁子的穩(wěn)定性。一般情況下，為了保證具有較強的承載力和穩(wěn)定性，需要使樁基礎(chǔ)達到土層或巖石層，利于在應(yīng)用過程中使建筑可以有較強的承載負荷能力。
第二是對于樁基的擺放位置，一般情況下會將樁基豎向放置，這樣主要是為了保證可以有較大的剛度。在對樁基進行設(shè)計時，需要保證可以有足夠的承受能力，來確保高層建筑物的荷載在規(guī)定范圍內(nèi)。除此之外，對于不均勻沉降問題來說，也是需要解決的主要問題之一，利用這種方向的樁基安裝，可以有效地減少不均勻沉降帶來的嚴重后果，這種方式對于高層建筑的穩(wěn)定性來說具有更加深遠的影響意義。
第三是在對建筑進行設(shè)計時，需要保證可以有較強的抵抗建筑側(cè)向水平負荷的能力。這種情況無論是在單樁基礎(chǔ)還是群樁基礎(chǔ)上，都應(yīng)得到保證。使其有更強大的能力來抵抗來自于側(cè)向的傾覆力，對于建筑來說，保證不會因為較強的水平荷載而導(dǎo)致坍塌十分重要，在對樁型進行選擇時，也要根據(jù)承載力的方向以及大小來決定。樁型之間的差異會導(dǎo)致承載力效果差別很大。
第四是在實際的使用過程中，不同的地基可能在下層還有不同的成分。例如有一些地基下不可能還有沙土或粉土等，這種情況下利用樁基礎(chǔ)進行施工，可以很好地保證在施工過程中樁基礎(chǔ)能夠達到液化土層。除此之外，再往下可以達到樁基礎(chǔ)的支撐點，這種情況下需要越過土層，直接達到堅硬的巖石層。這種施工技術(shù)可以有效地減少在地震過程中引發(fā)的液化問題，更好的保證建筑的安全性。
二、建筑工程常用樁基礎(chǔ)類型
1.預(yù)制樁
對于預(yù)制樁來說，它有以下幾個特點，首先作為一種較為常用的機械設(shè)備，對這類設(shè)備的制作一般需在工廠提前完成。再有一系列的運輸手段，將其運輸?shù)焦こ淌┕さ闹付ǖ攸c。對于將其安裝到土層中這個過程來說，一般使用較為專業(yè)的機械設(shè)備進行壓入，有一些設(shè)備可以使用振入的方式將其安裝到土層中。對于預(yù)制樁的分類來說，可以根據(jù)多種不同的角度將其分為多種類型，如果按照材料的區(qū)別進行分類，可以將其分為木樁，鋼筋混凝土預(yù)制樁以及組合樁等多種類型。這些預(yù)制樁因為各自的特征分別將其應(yīng)用在不同領(lǐng)域，存在優(yōu)勢的同時，也有其需要改進的不足之處，需要不斷的根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
2.灌注樁
這種類型的樁基礎(chǔ)是目前高層建筑中較常使用的一種類型，主要由于這類裝基礎(chǔ)類型與其他類型相比有很多的優(yōu)勢，因此在選擇上更加具有優(yōu)先性。對于這類樁基礎(chǔ)在施工過程中的原理主要為，首先需要在地基上進行鉆孔從而形成樁孔，形成樁孔的途徑有多種方式，其中包括可以通過使用較為專業(yè)的鉆孔設(shè)備進行打孔，或者通過人為挖掘的方式對樁孔進行設(shè)計。鉆孔完成之后需要將事件已經(jīng)處理好的鋼筋籠放入到孔內(nèi)，在放置過程中需要保證鋼筋籠可以與鉆孔更好的貼合，減少縫隙或其他混雜因素對貼合程度的影響。投放完成之后，需要利用混凝土對其進行澆筑，澆筑的目的在于使得投放的鋼筋籠與鉆孔形成較為固定的形狀。在對鉆孔進行澆筑時，需要根據(jù)鉆孔具體的成型要求以及澆筑的方式來選擇，通過這些方式的分類，可以將其分為泥漿護壁成孔灌注樁、長螺旋鉆孔壓灌樁等。根據(jù)不同的實際情況選擇合適的灌注樁來完成作業(yè)，可以更好地確保建筑施工順利的進行。
三、樁基設(shè)計注意事項
1.剛性樁基設(shè)計
為了保障安裝過程中可以更加的高效和高質(zhì)量完成，需要對這類樁基礎(chǔ)進行設(shè)計之前進行嚴密的實地考察，具體的考察內(nèi)容需要設(shè)計師根據(jù)現(xiàn)場的實際條件和情況進行設(shè)定，首先需要對工程完成的地點進行仔細科學(xué)的分析，從而確保土層的地質(zhì)可以達到施工的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外也要對工程的其他內(nèi)容進行較為全面的整體考量，從而保證在對主創(chuàng)基礎(chǔ)進行選擇和設(shè)計時，各項參數(shù)可以達到施工要求。具體的考察項目包括，在對樁基礎(chǔ)的平面尺寸和需要埋進土層的深度進行確定時，需要根據(jù)科學(xué)的計算方法來保障，確保獲得的數(shù)據(jù)足夠準(zhǔn)確。這類項目完成之后，需要對樁基礎(chǔ)在施工過程中需要使用到的數(shù)量以及類型進行確定，主要的確定方法要根據(jù)建筑物在施工過程中，需要承受的整體負荷以及其他混雜因素進行排查，與此同時也要保證整體的平面布局更加舒適。最后是對承載能力進行驗算，承載能力的估算對象不僅包括單樁，也包括埋藏在地基底的群樁。主要的檢測目的在于確定這兩類樁基礎(chǔ)是否可以在最大限度內(nèi)保證可以承受建筑物所產(chǎn)生的所有重量。對于剛性樁基礎(chǔ)來說，為了更好地確定在施工過程中使用到的樁子數(shù)量，在考量過程中要結(jié)合多項建筑特征進行確定，其中包括建筑物的豎向荷載以及單樁承載力的特征性特點，只有將二者融合在一起進行分析，才有利于對數(shù)量進行準(zhǔn)確確定。除此之外在這兩個樁基礎(chǔ)之間的距離進行估算時，可以根據(jù)樁基礎(chǔ)的直徑進行確定，一般情況下，兩者之間的距離與樁直徑的關(guān)系在3~4倍之間，這樣的倍數(shù)最為合適。除此之外，在設(shè)計過程中也要重點的將樁基礎(chǔ)之間對于荷載的分配，充分的考慮在內(nèi)，以此來保證無論是在選擇數(shù)量還是種類時，都可以有更多的信息進行參考，確保在設(shè)計過程中更加高質(zhì)量，符合施工的要求。
2.減沉樁基設(shè)計
在對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，需要對參數(shù)進行仔細考量，以此來保證設(shè)計過程更加準(zhǔn)確，其中需要參考的參數(shù)為具體的沉降量，這類樁基礎(chǔ)與其他的樁基礎(chǔ)相比，主要的優(yōu)勢在于可以對沉降進行控制，以此來保證沉降作用更好地符合建筑要求。這種樁基礎(chǔ)的使用優(yōu)勢在于可以對較為復(fù)雜的地基和沉降要求進行選擇，其中軟弱的地基與沉降要求高的工程尤為適合。減沉樁基礎(chǔ)的設(shè)計思路主要為，可以更好的對天然地基的承載能力進行利用，在設(shè)計過程中更加省力。除此之外，為了保證地基沉降可以在控制范圍內(nèi)，在應(yīng)用上也更加傾向于這類樁基礎(chǔ)，對于承載能力的控制可以使得單樁的承載力在最大程度內(nèi)發(fā)揮到極致。對于天然地基和樁基礎(chǔ)的共同使用，是將兩者的優(yōu)點結(jié)合在一起共同發(fā)揮作用，有利于減少設(shè)計過程中存在的不足。
3.試樁的重要性
在樁基礎(chǔ)的設(shè)計之前需要對整個設(shè)計進行嚴格把控，其中包括試樁。試樁的主要目的在于減少設(shè)計階段由于對地質(zhì)情況不是很了解而導(dǎo)致的設(shè)計失誤，主要為了保證在設(shè)計過程中對數(shù)據(jù)信息進行精準(zhǔn)把握，需要控制差異。在設(shè)計時由于誤差的產(chǎn)生導(dǎo)致實際的承載能力計算值與具體的計算值存在偏差，這種偏差可以上下浮動，可以小于實際值也可以大于實際值，但試樁的主要目的在于將這類誤差控制在合理范圍內(nèi)，在對樁數(shù)進行選擇時，有更加合理和科學(xué)的手段。使用實際測量的數(shù)值的優(yōu)勢在于可以更好的對樁基礎(chǔ)的設(shè)計過程進行指導(dǎo)，減少設(shè)計過程中不必要的資金和人力投入。除此之外，獲得的現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)保證了在對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時有更好的準(zhǔn)確性。在樁基礎(chǔ)的規(guī)格、形式選擇以及施工過程評價過程中，為施工提供更加準(zhǔn)確的參數(shù)信息。
四、高層建筑樁基礎(chǔ)施工中存在的問題
在施工過程中，首先需要考慮在現(xiàn)場可能會遇到的各類復(fù)雜情況，其中包括施工條件的復(fù)雜以及難以控制的地質(zhì)條件，使樁基礎(chǔ)在施工過程中無法十分順利地完成。為了保證施工質(zhì)量不會受到干擾，在對設(shè)計過程進行研究時，需要設(shè)計師對一系列可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)判。從而保證出現(xiàn)問題后，可以第一時間發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。首先可能遇到的問題，包括持力層的起伏太大，這類問題是施工過程中經(jīng)常遇到的問題。會導(dǎo)致無法對施工現(xiàn)場進行準(zhǔn)確控制，這種問題的主要發(fā)生原因在于勘察鉆孔之間的距離太大，一般情況下，為了減少這類情況的發(fā)生需要對現(xiàn)場進行勘察，然后通過加密鉆孔的方式對特殊地質(zhì)進行特別保護，所以在進行雙控設(shè)計時首先需要保證使用較為合理的措施，減少這類問題發(fā)生的可能性；在獲取地質(zhì)報告的同時，需要保證地質(zhì)報告有較高的準(zhǔn)確性，才能對后期的施工進行指導(dǎo)。但如果地質(zhì)報告中的數(shù)據(jù)存在誤差，就會導(dǎo)致在設(shè)計過程中設(shè)計時無法針對準(zhǔn)確的信息進行設(shè)計，從而導(dǎo)致設(shè)計過程出現(xiàn)偏差，最終會導(dǎo)致設(shè)計的樁基礎(chǔ)無法將其打入到地基土層中，最為嚴重的情況下會導(dǎo)致管樁出現(xiàn)多個斷裂的現(xiàn)象，這種結(jié)果十分嚴重，會為整個施工過程帶來不可估計的影響。最后是在設(shè)計過程中需要考慮到土層自身的情況，只有較多各方面的因素考慮在內(nèi)，才能保證在設(shè)計過程中可以結(jié)合實際情況進行設(shè)計調(diào)整，在對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，可能產(chǎn)生土層自身出現(xiàn)問題，而對設(shè)計進程進行干擾的情況，因此在設(shè)計過程中應(yīng)嚴格地對土層進行控制，保證施工過程中不會因為土層自身的情況，為樁基礎(chǔ)施工帶來一系列的不利影響。
結(jié)束語
在對高層建筑進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先要保證對于樁基礎(chǔ)的設(shè)計達到標(biāo)準(zhǔn)。因為對于整體的設(shè)計構(gòu)架來說，樁基礎(chǔ)是否具有較強的穩(wěn)定性和安全性，可以在很大程度上決定高層建筑的質(zhì)量是否符合要求。因此在對樁基礎(chǔ)進行設(shè)計時，需要結(jié)合施工地質(zhì)的實際情況進行確定，熟練地掌握不同的樁基礎(chǔ)形式使用的條件與工程特點，確保施工過程的穩(wěn)定。
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