建筑結構中的樁基礎設計分析

李芯月，孫寧虎

(1.山東省建筑設計研究院，濟南 250000；2.山東誠奧電力設計咨詢有限公司，濟南250000)

建筑結構中的樁基礎設計分析

李芯月1，孫寧虎2

(1.山東省建筑設計研究院，濟南 250000；2.山東誠奧電力設計咨詢有限公司，濟南250000)

在高層建筑樁基礎施工設計中，對結構形式有一定的要求，在設計過程中，應考慮設計形式的具體要求，滿足荷載力指標等要求。通過分析高層建筑結構樁基礎，提出樁基礎技術的施工要點，對設計形式進行分析，以不斷提升樁基礎的設計水平，為建筑事業發展奠定基礎。

建筑結構；樁基礎；設計分析

1 高層建筑結構樁基礎概述

1.1 樁基礎設計和工程應用現狀

在高層建筑設計過程中，應考慮系統特點和要求，必須對荷載力進行有效分析。豎向荷載作用下的樁基相互作用比較明顯，可以結合工程實際情況，對設計形式進行有效分析，很多樁基工程的設計和靜載實驗設計指標達不到理想的設計要求，因此增加了設計難度。工程設計師要對應用參數進行調整，考慮建筑系統的后續使用要求，對樁基進行適當優化。建筑系統的應用周期比較長，如果在靜載試驗結果后再進行設計，會出現較大偏差，應結合實驗結果的具體要求，及時對實驗結果進行評估。

1.2 樁基礎簡化設計分析

高層建筑結構作用在基礎上的荷載比較大，基礎埋置深，通常在設計階段，需要考慮材料的用量，對施工組織形式和施工周期進行對比。整體經濟指標對建筑工程的后續應用有重要作用，在整體選擇中，要考慮承載力、穩定性和沉降量等因素，對樁基礎設計形式進行解析，適當提升整體承載力。高層建筑上下部的設計要摒棄原有的設計形式，考慮樁基結構的相互作用，對結構形式進行分析。根據目前的分析來看，有限設計形式對模型的應用起到了引導性的作用，應適當對數值技術指標進行比較，實現理論和實踐的有機統一。

1.3 高層建筑抗震動力分析

在抗震設計過程中，可以從概念設計、抗震驗算形式和構造等方面入手，將抗震和結構屬性結合在一起，根據地震力和結構性的相互作用，優化設計指標和方法，達到提升結構穩定性的目的。

2 樁基礎技術的施工要點

2.1 施工現場環境勘查

在建筑設計施工前，要對其進行全面的環境勘查。對于不同的建筑來說，其地質條件并不完全相同，在施工前，要做好現場的地質勘查，對施工環境進行全面研究和分析，全面掌控現場環境的數據信息。對于施工地段出現的石塊陡坡等，要進行全面的地質信息記錄，對其進行相應的處理，并對該地段的地基信息進行研究和分析，確保施工過程中的樁基礎技術應用符合要求。

2.2 樁基的確定

在進行設計時，要根據實際情況對樁基進行確定。要考慮相關影響因素，不但要考慮地表上的建筑荷載情況，還要對施工地段的地基基層進行分析和研究，確保設計的樁基符合要求。要做好人工挖孔灌注樁和沖鉆孔灌注樁的相互結合，根據實際情況設計草圖，與工程的實際情況相結合，根據建筑的不同情況確定最佳方案。

2.3 樁放線定位

在對樁進行放線和定位時，一定要保證定位的準確性。只有確保樁放線定位的準確性，才能確保其發揮設計作用。在具體操作時，要對樁的位置及水準點進行定位。在定位時，要確保定位放線作業的獨立性，確保將其與一般的施工放線分開操作，防止兩者相互影響。在進行水準點定位時，要對每根樁位置進行定位，對樁體的標高進行測量，確保符合控制樁的要求。

2.4 樁基施工圖的科學性和可行性

在對樁基進行施工前，要利用施工圖和現場的具體情況，進行詳細分析和研究，確保掌握第一手資料，積累實踐經驗。在施工前，要對施工圖進行全面的綜合研究和分析，對不科學、不符合實際的地方進行設計變更，全面提升樁基施工圖的科學性和可靠性。

3 樁基礎設計形式分析

3.1 “樁土分離模式”簡化

在單樁設計過程中，有限元的設計形式涉及較多的內容，為實現簡化處理，在設計過程中，要對傳統的設計和計算形式進行分析，重視結構的相互作用。例如，在地基的反作用處理中，反力系數對樁基具有一定的反作用，可以通過Winker對其進行假定設計，在反力系數的影響下，有限元的各項設計指標對客觀存在的條件有不同程度的影響，要對各類條件進行有效分析，以力學的線性形式為基礎，考慮空間差異和復雜的幾何邊界條件，及時進行綜合性分析，并在短時間內解決問題，促進二次開發和利用。相對于傳統的計算形式，現有的樁基設計對要點設計有明確的規定，樁土分離的形式，要及時進行簡化處理，使其發揮應有優勢。單樁的簡化處理是將樁和土分別劃分為不同單元，注意兩種單元是固定不變的，對其進行細化處理。在利用有限元對樁基進行分析和處理的過程中，可以適當對單元數量進行有效劃分，避免出現計算困難。

3.2 “樁土復合模式”簡化

根據現有的有限元分析形式要求，在對沉降和荷載關系進行分析時，為了起到優化處理的作用，要以現有的規范處理形式為基礎，考慮沉降值的具體變化，對各個數值進行有效處理。為使數值盡量接近簡化處理系數要求，要將垂直樁土的平面作為同性平面，將三維結構體系作為橫觀體系，彈性模量和樁土材料對沉降反應有不同的要求，需要注意群樁上面的荷載作用，及時對計算形式進行簡化處理。現有的等效復合形式和靜力樁基存在一定的差異性，可以將等效的復合模型和參數計算成有效的程序，計算階段要注意平面結構的屬性解析。在實踐階段，由于不同的模擬形式比規范上精確很多，會直接對工程實際測量指標造成影響，要對其進行簡化處理，滿足結構要求。

3.3 抗壓承載力的確定

3.3.1 試驗樁

在施工圖設計過程中，通過靜載試驗取得樁基承載力和其他參數，靜載試驗是當前應用比較廣泛的一種檢測技術，無論是在方法上還是理論上，都是成立的。對于單樁極限承載力的指標設計有明確要求，要根據地質形式，及時確定有效的檢驗手段。

3.3.2 試打樁

在施工前，工作人員要對樁基形式進行有效分析，將變動方式和測定體系結合在一起，盡量獲得具體的數值。該設計形式對管樁設計有一定的影響，在測量階段應掌握變動測試，以實現對誤差的控制，盡量將其設定在15%左右。與靜載試驗形式相比，該試驗方式成本較低、周期短、應用范圍廣。

3.4 對地質報告進行審查

地質報告對數據內容有一定的要求，從勘察現狀可知，如果樁基設計沒有以固有的參數形式為基礎，會出現審核失誤或不合理的問題。樁基的實際承載力比較小，在施工前要考慮指標值的具體要求，避免出現系數設計不完善的情況，增加地質審查的難度。現有的土層會對樁基結構造成影響，要按照合理順序進行施工，選擇跳打的形式，消除施工前的安全隱患，采用壓樁充足的施工機器進行壓樁，減少對建筑系統的影響，保證施工的穩定性。

4 結語

在建筑工程施工中，要從多個方面加強對樁基礎的質量管理，確保樁基礎施工工藝符合要求。對建筑結構中的樁基礎進行設計和施工，秉承安全第一、質量第一的原則，確保工程施工質量符合要求。

[1] 張順昌.高層建筑結構設計的質量安全思考[J].企業技術開發，2012，(20)：153-154.

[2] 高杰媚.在建筑結構設計中如何提高建筑的安全性[J].中華民居(下旬刊)，2012，(07)：79-81.

Design analysis of pile foundation in building structure

LI Xin-yue1, SUN Ning-hu2

(1.Shandong Institute of Architectural Design, Jinan 250000, China; 2.Shandong Chengao Electric Power Design Consulting Co., Ltd., Jinan 250000, China)

In the design of high-rise building pile foundation, there are certain requirements on the structure of the pile. In the design process, the specific requirements of the design form should be considered to meet the requirements of the load capacity index. By analyzing the pile foundation of high-rise building structure, the construction of pile foundation technology is put forward, and the design form is analyzed to improve the design level of pile foundation and lay the foundation for the development of construction industry.

Building structure; Pile foundation; Design analysis

2017-04-07

李芯月(1986-)，男，學士，中級。

TU473.1

A

1674-8646(2017)12-0076-02