建筑混凝土結構中樁基礎設計分析

        2020.7.2.寫作不付款

    摘要：隨著科學技術的不斷發展，對建筑行業有了更高的追求，更加傾向于對于高層建筑的發展。主要目的在于使城市的發展可以有更快的進程，除此之外也可以在發展的基礎上帶動經濟向前推進。對于高層建筑來說有多種技術形式，其中最為常見的是樁基礎，這種基礎結構的優勢在于可以更好適應復雜地形，與此同時減少負荷。    
關鍵詞：建筑混凝土；結構；樁基礎
引言：在對高層建筑的基礎形式進行選擇時，更加傾向于樁基礎，主要在于這種基礎形式與其他基礎形勢相比有更多的優勢，特別適用于一些復雜地形，除此之外對于一些軟弱地基來說也尤其適用。為了使得裝技術設計在應用過程中，可以更好地與高層建筑進行適應，需要不斷的對其進行系統的分析，從而保證施工過程可以更好地注意到需要解決的問題。
一、高層建筑樁基礎的特點
第一對于樁基礎的優勢來說，在對高層建筑進行施工時，可以保證將樁基礎放置在地層較為深處的地方，除此之外，可以根據地質情況的實際來決定裝基礎的具體深度，有些樁基礎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定性。一般情況下，為了保證具有較強的承載力和穩定性，需要使樁基礎達到土層或巖石層，利于在應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定范圍內。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計時，需要保證可以有較強的抵抗建筑側向水平負荷的能力。這種情況無論是在單樁基礎還是群樁基礎上，都應得到保證。使其有更強大的能力來抵抗來自于側向的傾覆力，對于建筑來說，保證不會因為較強的水平荷載而導致坍塌十分重要，在對樁型進行選擇時，也要根據承載力的方向以及大小來決定。樁型之間的差異會導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進行施工，可以很好地保證在施工過程中樁基礎能夠達到液化土層。除此之外，再往下可以達到樁基礎的支撐點，這種情況下需要越過土層，直接達到堅硬的巖石層。這種施工技術可以有效地減少在地震過程中引發的液化問題，更好的保證建筑的安全性。
二、建筑工程常用樁基礎類型
1.預制樁
對于預制樁來說，它有以下幾個特點，首先作為一種較為常用的機械設備，對這類設備的制作一般需在工廠提前完成。再有一系列的運輸手段，將其運輸到工程施工的指定地點。對于將其安裝到土層中這個過程來說，一般使用較為專業的機械設備進行壓入，有一些設備可以使用振入的方式將其安裝到土層中。對于預制樁的分類來說，可以根據多種不同的角度將其分為多種類型，如果按照材料的區別進行分類，可以將其分為木樁，鋼筋混凝土預制樁以及組合樁等多種類型。這些預制樁因為各自的特征分別將其應用在不同領域，存在優勢的同時，也有其需要改進的不足之處，需要不斷的根據實際情況進行調整。
2.灌注樁
這種類型的樁基礎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類型與其他類型相比有很多的優勢，因此在選擇上更加具有優先性。對于這類樁基礎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的鉆孔設備進行打孔，或者通過人為挖掘的方式對樁孔進行設計。鉆孔完成之后需要將事件已經處理好的鋼筋籠放入到孔內，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。根據不同的實際情況選擇合適的灌注樁來完成作業，可以更好地確保建筑施工順利的進行。
三、樁基設計注意事項
1.剛性樁基設計
為了保障安裝過程中可以更加的高效和高質量完成，需要對這類樁基礎進行設計之前進行嚴密的實地考察，具體的考察內容需要設計師根據現場的實際條件和情況進行設定，首先需要對工程完成的地點進行仔細科學的分析，從而確保土層的地質可以達到施工的標準。除此之外也要對工程的其他內容進行較為全面的整體考量，從而保證在對主創基礎進行選擇和設計時，各項參數可以達到施工要求。具體的考察項目包括，在對樁基礎的平面尺寸和需要埋進土層的深度進行確定時，需要根據科學的計算方法來保障，確保獲得的數據足夠準確。這類項目完成之后，需要對樁基礎在施工過程中需要使用到的數量以及類型進行確定，主要的確定方法要根據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是否可以在最大限度內保證可以承受建筑物所產生的所有重量。對于剛性樁基礎來說，為了更好地確定在施工過程中使用到的樁子數量，在考量過程中要結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，才有利于對數量進行準確確定。除此之外在這兩個樁基礎之間的距離進行估算時，可以根據樁基礎的直徑進行確定，一般情況下，兩者之間的距離與樁直徑的關系在3~4倍之間，這樣的倍數最為合適。除此之外，在設計過程中也要重點的將樁基礎之間對于荷載的分配，充分的考慮在內，以此來保證無論是在選擇數量還是種類時，都可以有更多的信息進行參考，確保在設計過程中更加高質量，符合施工的要求。
2.減沉樁基設計
在對樁基礎進行設計時，需要對參數進行仔細考量，以此來保證設計過程更加準確，其中需要參考的參數為具體的沉降量，這類樁基礎與其他的樁基礎相比，主要的優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。這種樁基礎的使用優勢在于可以對較為復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。減沉樁基礎的設計思路主要為，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，在應用上也更加傾向于這類樁基礎，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發揮到極致。對于天然地基和樁基礎的共同使用，是將兩者的優點結合在一起共同發揮作用，有利于減少設計過程中存在的不足。
3.試樁的重要性
在樁基礎的設計之前需要對整個設計進行嚴格把控，其中包括試樁。試樁的主要目的在于減少設計階段由于對地質情況不是很了解而導致的設計失誤，主要為了保證在設計過程中對數據信息進行精準把握，需要控制差異。在設計時由于誤差的產生導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，在對樁數進行選擇時，有更加合理和科學的手段。使用實際測量的數值的優勢在于可以更好的對樁基礎的設計過程進行指導，減少設計過程中不必要的資金和人力投入。除此之外，獲得的現場實際數據保證了在對樁基礎進行設計時有更好的準確性。在樁基礎的規格、形式選擇以及施工過程評價過程中，為施工提供更加準確的參數信息。
四、高層建筑樁基礎施工中存在的問題
在施工過程中，首先需要考慮在現場可能會遇到的各類復雜情況，其中包括施工條件的復雜以及難以控制的地質條件，使樁基礎在施工過程中無法十分順利地完成。為了保證施工質量不會受到干擾，在對設計過程進行研究時，需要設計師對一系列可能出現的問題進行預判。從而保證出現問題后，可以第一時間發現問題并解決問題。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常遇到的問題。會導致無法對施工現場進行準確控制，這種問題的主要發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生需要對現場進行勘察，然后通過加密鉆孔的方式對特殊地質進行特別保護，所以在進行雙控設計時首先需要保證使用較為合理的措施，減少這類問題發生的可能性；在獲取地質報告的同時，需要保證地質報告有較高的準確性，才能對后期的施工進行指導。但如果地質報告中的數據存在誤差，就會導致在設計過程中設計時無法針對準確的信息進行設計，從而導致設計過程出現偏差，最終會導致設計的樁基礎無法將其打入到地基土層中，最為嚴重的情況下會導致管樁出現多個斷裂的現象，這種結果十分嚴重，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，才能保證在設計過程中可以結合實際情況進行設計調整，在對樁基礎進行設計時，可能產生土層自身出現問題，而對設計進程進行干擾的情況，因此在設計過程中應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，為樁基礎施工帶來一系列的不利影響。
結束語
在對高層建筑進行混凝土結構設計時，首先要保證對于樁基礎的設計達到標準。因為對于整體的設計構架來說，樁基礎是否具有較強的穩定性和安全性，可以在很大程度上決定高層建筑的質量是否符合要求。因此在對樁基礎進行設計時，需要結合施工地質的實際情況進行確定，熟練地掌握不同的樁基礎形式使用的條件與工程特點，確保施工過程的穩定。
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