建筑結構中樁基礎設計論述

文/陳光 遼寧省建筑設計研究院 遼寧沈陽 110000

建筑結構中樁基礎設計論述

文/陳光 遼寧省建筑設計研究院 遼寧沈陽 110000

樁基礎設計在我國的基礎設計中應用廣泛，具有諸多優良特性。本文從樁基礎及相關概念入手，介紹樁基礎的分類及特點，就樁基礎設計中存在的一些值得注意的問題進行分析和探討，希望能為樁基礎的研究與實踐提供一定的參考作用。

建筑結構；樁基礎設計

現代建筑行業的快速發展，使得現代建筑物逐漸呈現出高層化、集中化的特點，為了保證建筑物的穩定性和魯棒性,有必要準備相應的穩定措施。作為一種建筑樁基礎施工技術的穩定,它的應用可以使結構的底層基礎更加堅實可靠,作為首要任務在整個建筑工程建設的每一個環節,影響整個建筑工程設施的安全、可靠。因此對于施工質量的要求也很高如果施工過程中出現失誤，那么對于未來工程的施工將會造成非常大的安全隱患。因此，我們在進行建筑工程施工中，也必須要加強對樁基施工重要性的認識，同時采用更加科學、先進的樁基施工工藝來做好每一項施工工序，這樣也才能夠更好的推動我國建筑工程技術整體水平的提高。而無論是樁基工程還是樁基工藝，目前無論是在哪些方面相比以往都有了很大的改進和提高，這也是顯而易見的。所以，在未來我們還需要更好的做好樁基工程工藝的具體應用 ，從而更好的保證建筑工程的質量。

1、樁基礎設計概述

1.1樁基礎

由兩部分組成,樁基和承臺的樁基礎,樁帽位于樁頂部。根據不同位置的樁帽,樁基礎分為低承臺樁基礎和高平臺的樁基礎,前者是指承臺底部接觸土壤,樁的樁基埋在土壤中,后者是指承臺底部位于地面,樁基礎樁身部門。建筑通常被設計為低承臺樁基礎,樁基礎已被廣泛應用于高層建筑。

1.2樁基礎設計

樁基礎設計是指:根據工程的要求,地質勘探數據,施工條件,確定樁基的類型,大小和長度的樁,樁、單樁承載力特征值,布局,承臺的尺寸和施工,等,根據承擔荷載樁基礎承載力的計算,估算樁基沉降,計算樁和承臺的強度。

1.3樁基礎特點與分類

1.3.1特點

高承載力、樁支承在固體或硬支承層,如石頭、沙子壓實礫石層、密克羅尼西亞、硬塑料粘性土壤,等等,在垂直軸承單樁和群樁的軸承具有較高的承載力,進行高層建筑的豎向荷載水平,包括偏心荷載。大型垂直剛度、樁基礎單樁的剛度、樁剛度,重量時,影響相鄰的負載,不會產生太多的不均勻沉降,建筑物的傾斜在一定范圍內。高穩定性:單樁和群樁基礎的大型橫向剛度和強大的抗傾覆能力,能抵抗地震和風力引起的扭矩荷載和水平荷載,保證高層建筑的抗傾覆穩定性。較好的抗壓與抗拔承載力：因樁身穿過可液化土層，堅實地固定在深土層或基巖層，使其深部具有很強的抗壓與抗拔承載力來抵抗因地震和淺部土層液化等因素產生的影響，尤其是在高層建筑中，能確保穩定性，沉陷和傾斜現象不明顯。常用樁型主要有：預應力鋼筋混凝土樁、預制鋼筋混凝土樁、人工挖孔灌注樁、鉆(中)孔灌注樁、鋼管樁等，具體應用中需根據工程項目的實際情況結合《建筑樁基技術規范》要求進行選擇。

1.3.2分類

區分壓力的樁基礎原理,可分為兩類:摩擦樁端承樁,樁和樁側土的摩擦力是用來承載結構,抗拔樁與抗壓樁,底土通常用于深或底土和地基土的后者原則很難使軸承的軸承層,樁支承上層建筑和結構。劃分根據建設模式,可以分為:預制樁和鉆孔灌注樁,預制樁的預制鋼筋混凝土樁系統打樁機進入地下,節省材料,施工速度、低成本優勢,但田間土壤有一定的要求,也有壞壓實等特點;在施工現場或人工挖孔灌注樁鉆孔、沖孔,等成孔進入一個洞,然后混凝土澆灌的鋼筋籠,通過硬夾層,底土,硬的特點同時,樁直徑、單樁的承載力的調整空間較大,樁的質量可靠性較高,更適合在高層建筑中的應用。

2、變剛度調平設計原理及細則

樁筏基礎的蝶形沉降和馬鞍形反力的分布之主要原因為上部結構的荷載分分布不均勻,如框架筒體結構,核心筒和電梯井的框剪結構載荷的垂直結構集中程度遠高于外框區域,造成的樁土相互作用在樁的垂直剛度分布、大變形發生在小,弱非常小的外大樁的反應力和土壤的變化。為了避免產生的負面影響,改變設計思想,調整垂直剛度的樁,解決差異最小化,反應力和上部結構的樁帽是時間壓力顯著降低,和基底反力分布模式改進這是變剛度調平的基本內涵。

2.1調整樁土支承剛度分布

以調整樁土支承剛度分布為原則，由荷載、地質條件和上部結構布局，考慮相互作用效應，采取強化與弱化結合，減沉與增沉結合，剛柔并濟，整體協調，實現差異沉降、承臺內力最小化目標。關于樁土支承剛度，在實際設計操作中近似以樁土承載力進行度量。對單樁，支承剛度與樁承載力呈正比關系，對于群樁，尚應考慮支承剛度隨樁數增加、樁距減小而降低的群樁效應。

2.2減小相互作用效應

對于框一筒結構，應減小各區位應力場的相互重疊對核心區有效剛度的削弱，基樁布局宜做到豎向錯位或水平面拉開距離。設計樁基礎核心區域和外圍框架復合樁基的設計。當所需的基礎承載力滿足高層建筑的平均負載低于180米,可以為當地增強核心筒面積,剛性樁復合地基外框面積采用天然地基。。

2.3主樓群房連體的建筑基礎的變剛度調平

應該削弱在講臺的主要結構的設計來提高的原則,更加堅實的基礎,講臺上的基礎形式可以用來改變基底壓力增加,部分樁和筏設置軟墊層之間增加重等措施;為主樓,使用支持剛度較大的樁基礎。對于地下室深度超過五米的情況，在考慮變剛度調平設計時，應注意考慮地基土回彈再壓縮對裙房的增沉效應。

2.4筒中筒、框剪結構的變剛度調平設計

筒中筒結構樁筏基礎可按框筒結構的原則設計。框剪結構的樁筏基礎，對于荷載集度較高的電梯井處、樓梯間部分應對基樁進行加強，其余部位，可弱化基樁的支承剛度，或者地基土不會與承臺脫空時，亦可采用復合樁基。

2.5剪力墻結構的變剛度調平設計

剪力墻結構的整體剛度好，而且荷載由墻體直接傳給基礎，分布較均勻。同樣對于荷載較高的電梯井和樓梯間應強化布樁。基樁宜布置于墻下，對于墻體交叉和拐角處宜予布樁。當地基土不存在與承臺脫空時，可采用復合樁基。

2.6共同作用分析

對于框一筒、框一剪等結構的高層建筑宜進行上部結構、承臺、樁士共同作用計算分析，由此確定沉降分布、樁士反力分布和承臺內力。當計算差異沉降未達到最佳目標時，宜重新調整布樁直至滿意為止。

結語：

樁基礎是現在應用最為廣泛的基礎形式，在軟弱地基上它的優勢是別的基礎形式無法比的。希望相關的工作人員可以進一步結合理論知識，并敢于實踐，為高層建筑結構中樁基礎的工程做出一定的貢獻。

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