對(duì)某高層住宅樓樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及問題探討

1、<p>　　對(duì)某高層住宅樓樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及問題探討</p><p>　　摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的形式、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)理論及方法，步驟和應(yīng)考慮的因素及設(shè)計(jì)中值得注意的問題進(jìn)行了簡單的分析。 </p><p>　　美鍵詞：高層建筑；樁基設(shè)計(jì)；住宅小區(qū)；問題； </p><p>　　中圖分類號(hào)：[TU208.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </

2、p><p>　　樁基礎(chǔ)是通過承臺(tái)把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，共同承受動(dòng)靜荷載的一種深基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)型式根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和地質(zhì)條件選用．樁基礎(chǔ)承載力高、施工速度快、工程質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)合理，適用于軟弱、復(fù)雜的地質(zhì)條件．因此，樁基礎(chǔ)在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　1、樁基礎(chǔ)的工作特點(diǎn) </p><p>　　樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(jié)構(gòu)較大的荷載通過樁穿過軟弱

3、土層傳遞到較深的堅(jiān)硬土層上 </p><p>　　以解決淺基礎(chǔ)承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎(chǔ)具有承載力高，沉降量小而均勻 </p><p>　　沉降速率緩慢等特點(diǎn)。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機(jī)器的振動(dòng)或動(dòng)力作用 </p><p>　　已廣泛用于房屋地基、橋梁、水利等工程中。 </p><p><b>　　2、工程

4、概況 </b></p><p>　　本工程某住宅小區(qū)住宅樓，地下1層，地上12層．采用結(jié)構(gòu)形式為復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)，屋面高度為35．600m。 </p><p><b>　　3、地質(zhì)概況 </b></p><p>　　根據(jù)“工程地質(zhì)勘察報(bào)告”，工程場地土層分為7個(gè)工程地質(zhì)層，其中③層、⑤層、⑦層又分為2個(gè)亞層，⑤1層又分為2個(gè)次亞層。各土

5、層特性見表l。 </p><p>　　表1工程場地土層特性 </p><p>　　4、地下室結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思路 </p><p>　　在地下室結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮建筑物超長應(yīng)采取的措施，設(shè)計(jì)考慮混凝土收縮和溫度應(yīng)力以及地基不均勻沉降的影響，所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需采取以下幾方面措施： </p><p>　　1)適當(dāng)距離設(shè)置施工后澆帶，并加強(qiáng)養(yǎng)

6、護(hù)； </p><p>　　2)混凝土摻加膨脹劑、減水劑、粉媒灰及減少水泥用量； </p><p>　　3)合理設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制建筑物的沉降和不均勻沉降差． </p><p>　　鑒于以上因索，地下窒頂板和底板采用預(yù)留施工后澆帶分段澆筑的方法，防止混凝土收縮引起的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力與結(jié)構(gòu)開裂。地下室外墻、底板應(yīng)采用抗?jié)B混凝土，并采取防腐措施。 </p>

7、<p><b>　　5、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　本工程采用樁筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為一3．400m，位于③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，樁頂標(biāo)高為一3．300m。樓西邊一側(cè)筏板座落于第⑥層缺失的南北向古河道上，東邊一側(cè)筏板則位于沒有土層缺失的地基土之上，東南角有明浜分布，地質(zhì)情況非常復(fù)雜。樁基礎(chǔ)計(jì)算采用同濟(jì)啟明星樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件pile 2000，由于程序設(shè)計(jì)上存在不足，不能

8、在同一工程中同時(shí)輸入2組不同的土層數(shù)據(jù)，故而不能非常準(zhǔn)確地建立起樁基礎(chǔ)的計(jì)算模型，只能通過建立不同的樁基計(jì)算模型進(jìn)行多次計(jì)算。經(jīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析后，確定采取其中相對(duì)較為真實(shí)的設(shè)計(jì)方案。 </p><p>　　雖然上部傳到基礎(chǔ)底面上的豎向荷載中心在東西方向的對(duì)稱軸上，但考慮到東西兩側(cè)地基土層上的差異，樁心、荷載重心和基礎(chǔ)形心之間的偏心限值要求，單樁長細(xì)比以及樁端持力層等方面因素，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使樁的豎向承載力設(shè)計(jì)

9、值盡量接近，因此，東西兩側(cè)應(yīng)選擇兩種不同的樁型，樁型的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。 </p><p>　　表2樁型設(shè)計(jì)參數(shù)內(nèi)容 </p><p>　　由于pile2000程序的局限，單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值是根據(jù)公式估算得出，然后在程序中自定義。考慮單樁承載力上的差別，東西兩側(cè)布樁數(shù)量不同，且未采用對(duì)稱布置(見圖1)。 </p><p><b>　　5.1樁型選用 &

10、lt;/b></p><p>　　合理選擇樁型是設(shè)計(jì)的前提和工程質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵。選擇樁型，應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的型式、荷載、地質(zhì)條件和環(huán)境條件以及當(dāng)?shù)氐臉痘┕ぜ夹g(shù)能力與經(jīng)驗(yàn)等，選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的樁型。本工程為高層建筑，建筑荷載大而集中，對(duì)控制沉降要求較嚴(yán)，水平荷載較大。綜合上述因素，本工程選用靜壓式(PHc)預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，樁安全等級(jí)二級(jí)，樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)c80，采用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集《預(yù)應(yīng)力混

11、凝土管樁》(03SG409)的PHC―C一400(95)樁。 </p><p><b>　　5.2樁的布置 </b></p><p>　　確定樁距與布樁時(shí)，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)，群樁基礎(chǔ)與單樁相比，在豎向荷載作用下，不僅樁直接承受荷載，而且在一定條件下樁問土也可能通過承臺(tái)底面參與荷載；同時(shí)各個(gè)樁之間通過樁間土產(chǎn)生相互影響；來自樁和承臺(tái)的豎向力最終在樁端平面形成了應(yīng)力的疊加，

12、從而使樁端平面的應(yīng)力水平大大超過單樁，這些方面影響的綜合結(jié)果就是使群樁的工作性狀與單樁有很大的差別，本工程為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。因此，在框架結(jié)構(gòu)的承重柱下，借助承臺(tái)設(shè)置若干根樁，構(gòu)成獨(dú)立的樁基礎(chǔ)；在剪力墻結(jié)構(gòu)部位，設(shè)置聯(lián)合承臺(tái)基礎(chǔ)。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，樁距采用塒(d為管樁直徑)。 </p><p><b>　　5.3承臺(tái)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　最臺(tái)

13、作為把分散的樁群聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體基礎(chǔ)，并把上部結(jié)構(gòu)集中而復(fù)雜的荷載分配給每根樁的結(jié)構(gòu)；樁和柱或墻作用于承臺(tái)(板)的力大而集中，使承臺(tái)的受力條件十分復(fù)雜．因此，承臺(tái)必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。承臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)包括確定承臺(tái)的形狀、尺寸、高度及配筋等，必須進(jìn)行局部受壓、受剪和受彎承載力的驗(yàn)算，并應(yīng)符合構(gòu)造要求。 </p><p>　　6、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)值得注意的問題 </p><p>　　6.1關(guān)于樁基礎(chǔ)抗壓

14、靜載試驗(yàn) </p><p>　　在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程，為了縮短工期,首先根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的參數(shù)估算單樁承載力極限值，根據(jù)這個(gè)極限值進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并施工，工程樁施工結(jié)束后再進(jìn)行抗壓靜載試驗(yàn)。但是，這個(gè)方法不具有科學(xué)性。樁基礎(chǔ)設(shè)過程中抗壓靜載試驗(yàn)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。抗壓 </p><p>　　靜載試驗(yàn)直接影響到樁基形式、樁規(guī)格和樁入土深度,施工難度。通過科學(xué)試驗(yàn),取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù),使設(shè)計(jì)方案更加

15、合理、可行和經(jīng)濟(jì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過縮短工期所獲得的效益。 </p><p>　　6.2樁基礎(chǔ)鋼筋的設(shè)計(jì) </p><p>　　樁身箍筋。箍筋應(yīng)采用螺旋箍，直徑不小于6cm，間距宣為200～300mm，受水平荷載較大的樁基以及考慮主筋作用計(jì)算樁身受壓承載力時(shí)，樁頂以下5d范圍內(nèi)的箍筋應(yīng)加密，間距不應(yīng)大于為100mm，當(dāng)樁身位于液化：trJ=g范圍內(nèi)時(shí)箍筋應(yīng)加密，當(dāng)考慮箍筋受力作用時(shí)，箍筋配置應(yīng)符合現(xiàn)

16、行國家標(biāo)準(zhǔn)<混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范)GB50010的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)箍筋籠長度超過4m時(shí)，應(yīng)每隔2m設(shè)一道直徑不小于12mm的焊接加勁箍筋。樁主筋保護(hù)層厚度。灌注樁主筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm，水下灌注樁的主筋的混凝土保護(hù)層厚度不得小于50mm，而最新設(shè)計(jì)規(guī)范尤其是對(duì)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范則要求普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力直線形鋼筋最小混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)根據(jù)橋梁所在環(huán)境而適當(dāng)增大。 </p><p>

17、;　　6．3樁基礎(chǔ)的防護(hù) </p><p>　　防凍。在冬季寒冷地EFh于冬季較厚的凍土層、冰凍層等對(duì)樁基礎(chǔ)容易產(chǎn)生方向向上的切力，而若上部荷載較小同時(shí)樁基礎(chǔ)埋藏較淺則切向力則會(huì)導(dǎo)致樁基礎(chǔ)上拔現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)采取在樁身涂抹工業(yè)用凡士林、渣油等隔離材料或在樁外設(shè)置鋼套管或鋼筋混凝土套管，并在其內(nèi)部填充隔離材料亦或采取減小樁身直徑的方法來減小上切力等。防撞。在一些地區(qū)尤其是山區(qū)等自然坡度較大并處于季節(jié)性河流的

18、地區(qū)，該類地區(qū)在雨季容易產(chǎn)生泥石流等現(xiàn)象，其發(fā)生時(shí)夾雜的漂卵石等對(duì)樁基礎(chǔ)容易產(chǎn)生撞擊而破壞作用，在設(shè)計(jì)過程中可采取在可能遭受撞擊的樁基礎(chǔ)表面設(shè)置鋼板或鋼套筒、在樁基礎(chǔ)前迎泥石流方向設(shè)置獨(dú)立的防撞鋼筋混疑土或鋼管混疑土樁來抵御沖擊。防腐蝕。人類排放的鹽堿水以及工業(yè)污廢水等流經(jīng)或浸漬到樁基礎(chǔ)時(shí)則會(huì)對(duì)樁基礎(chǔ)產(chǎn)生很大的腐蝕作用，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)采用抗侵蝕的硅酸鹽水泥或采取在樁表面涂刷數(shù)層熱瀝青等防腐材料來抵御。 </p><

19、;p><b>　　7、結(jié)束語 </b></p><p>　　樁基礎(chǔ)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的工程質(zhì)量、造價(jià)及使用壽命都在很大程度上其決定性作用，因此，在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況以及基礎(chǔ)所受荷載來充分進(jìn)行論證，從而實(shí)現(xiàn)在保證質(zhì)置的前提下減少樁基礎(chǔ)數(shù)量、節(jié)約工程投資的目的。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>

20、<p>　　【1】建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 94―2008)【M】．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002， </p><p>　　【2】劉金波．建筑樁基技術(shù)規(guī)范理解與應(yīng)用【M】．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008． </p><p>　　【3】宰金珉．復(fù)合樁基礎(chǔ)理論與應(yīng)用【M】．北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社／中國水利水電出版社．2004． </p><p>