馬錫闊 張強(qiáng)

摘要：隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，使得高層建筑工程的日趨增多，同時(shí)也導(dǎo)致很多工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)科學(xué)的論證，就開(kāi)始施工，這樣往往在施工過(guò)程當(dāng)中造成各種問(wèn)題，導(dǎo)致工程頻繁變更，不僅僅增加了工程造價(jià)，也為房屋建筑的安全埋下了隱患?；诖?，本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)工程常用的地基基礎(chǔ)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)工程地基基礎(chǔ)的樁基設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)工程；地基基礎(chǔ)；樁基設(shè)計(jì)

一、建筑結(jié)構(gòu)工程中常用的地基基礎(chǔ)

1.樁基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)工程地基基礎(chǔ)中的樁基礎(chǔ)具有承載力高、沉降量小的特點(diǎn)。下列情況可考慮采用樁基礎(chǔ)：（1）建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載較大，而地基上部軟弱，下部有可作為樁端持力層的堅(jiān)實(shí)土層時(shí)；（2）天然地基上的淺基礎(chǔ)沉降量過(guò)大，即使進(jìn)行地基處理也不能滿足建筑物要求時(shí)；（3）對(duì)較為重要的建筑物，雖然地基承載力尚好，但由于對(duì)控制沉降有較高要求，不允許有過(guò)大沉降，也可考慮采用；（4）對(duì)土層不很厚，土質(zhì)又較差，如做條形基礎(chǔ)，土方量較大，可考慮采用鉆孔，灌注短樁。

2.獨(dú)立基礎(chǔ)。剛性或柔性獨(dú)立基礎(chǔ)一般多用于柱下基礎(chǔ)，根據(jù)柱荷載偏心距大小，基礎(chǔ)斷面可為方形或矩形。當(dāng)柱距較大時(shí)，常為獨(dú)立基礎(chǔ)，這樣較為經(jīng)濟(jì)。為增強(qiáng)基礎(chǔ)整體性，也可采用拉梁適當(dāng)拉結(jié)，以增強(qiáng)適應(yīng)地基變形和抗震能力。多層建筑上部結(jié)構(gòu)為框架體系時(shí)，如地基承載力較高，地基變形較小，荷載及柱網(wǎng)分布較均勻，宜選用獨(dú)立基礎(chǔ)，但在縱橫兩個(gè)方向宜拉梁適當(dāng)拉接。拉梁斷面選擇要適當(dāng)，不宜過(guò)大，可通過(guò)計(jì)算確定。一般民用建筑中的內(nèi)柱，多數(shù)可考慮采用獨(dú)立基礎(chǔ)，而不用條形基礎(chǔ)，在滿足承載力及變形要求下，其經(jīng)濟(jì)效果是較好的。

3.鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗休d力較低，且地基土質(zhì)不均勻，而上部結(jié)構(gòu)荷載卻很大，采用十字交叉基礎(chǔ)，有的基礎(chǔ)之間的空隙所剩無(wú)幾，有的基礎(chǔ)底面積重疊，已不能提供足夠的基礎(chǔ)底面積時(shí)，這時(shí)可采用筏板基礎(chǔ)。對(duì)于有地下室的結(jié)構(gòu)，它本身不要求防水或防潮，筏板基礎(chǔ)恰好就是地下室的底板結(jié)構(gòu)。當(dāng)荷載不太大時(shí)，常采用平板式筏板；當(dāng)荷載較大時(shí)，可采用梁板式筏板。由于筏板基礎(chǔ)的整體剛度較大，故能將各柱或墻體的不均勻沉降調(diào)整得較為均勻。

4.墻下條形基礎(chǔ)。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大，地基承載力又較低，且地基又不很均勻，采用剛性基礎(chǔ)往往會(huì)使基礎(chǔ)斷面過(guò)大，如果要保持淺基礎(chǔ)，則基礎(chǔ)露出地面，如果加深基礎(chǔ)又要增加土方量基礎(chǔ)造價(jià)。即使采用剛性基礎(chǔ)，也難避免在基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的抗拉、抗剪應(yīng)力時(shí)，出現(xiàn)基礎(chǔ)裂縫、不均勻下沉，以致引起上部結(jié)構(gòu)墻體裂縫。這時(shí)一般采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，它可以承受較大的彎矩和剪力，用基礎(chǔ)斷面大小和配筋量來(lái)滿足受力要求。如果地基不均勻，還可加肋梁，以增強(qiáng)抗彎能力，調(diào)整不均勻沉降。

5.柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗休d力較低而柱荷載又較大時(shí)，或地基變形和柱荷載的分布在兩個(gè)方向都不均勻時(shí)，一方面要求擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積，以滿足承載和地基變形的要求，同時(shí)又要求基礎(chǔ)具有較大剛度，來(lái)調(diào)整不均勻沉降，這時(shí)可考慮設(shè)置十字交叉基礎(chǔ)。十字交叉基礎(chǔ)具有較大的空問(wèn)剛度，是一種較好的基礎(chǔ)形式，但它有自己的適用范圍，不可任意濫用，只有當(dāng)條形基礎(chǔ)不能滿足要求時(shí)，才采用十字交叉基礎(chǔ)。

二、建筑結(jié)構(gòu)工程地基基礎(chǔ)中的樁基設(shè)計(jì)

1.樁基設(shè)計(jì)中的豎向承載力計(jì)算。當(dāng)遇到計(jì)算豎向承載力時(shí)，如果樁基承擔(dān)軸心荷載，就要保證基樁或復(fù)合基樁的豎向力滿足要求，如果承擔(dān)偏心豎向荷載時(shí)，那就應(yīng)該提高其標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)考慮地震荷載情況時(shí)，那么對(duì)其豎向承載力的計(jì)算就應(yīng)做到更加嚴(yán)格、仔細(xì)。

2.樁長(zhǎng)、樁型的選擇。樁型和樁長(zhǎng)是樁基設(shè)計(jì)中必不可少的重要內(nèi)容，當(dāng)進(jìn)行選擇時(shí)，首先應(yīng)該對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件進(jìn)行勘察，對(duì)成樁的樁基對(duì)環(huán)境可能造成的影響、成樁的可行性、施工工藝、施工工期以及樁基成本等多角度，和對(duì)樁基類型和長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，使其能夠在節(jié)約投資的基礎(chǔ)上對(duì)建筑物安全效果有良好的保證。

3.樁基設(shè)計(jì)中的單樁豎向極限承載力計(jì)算。（1）極限承載力的計(jì)算屬于樁基設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，豎向承載力應(yīng)滿足以下規(guī)定：①如果建筑樁基設(shè)計(jì)是甲級(jí)，就應(yīng)該利用單樁靜載試驗(yàn)來(lái)確定極限承載力；②當(dāng)樁基設(shè)計(jì)為乙級(jí)，并且具有簡(jiǎn)單的地質(zhì)條件，就可以參照類似的工程條件進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合相應(yīng)的原位試驗(yàn)等加以綜合確定；③如果樁基為丙級(jí)時(shí)，就可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)及原位測(cè)試等方式來(lái)進(jìn)行確定。（2）極限端阻力、極限側(cè)阻力、單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定確定：①例如一般的樁基承載力可根據(jù)規(guī)范來(lái)確定；②然而那些大直徑端承型樁，就可以利用深層平板載荷試驗(yàn)確定極限端阻力；如果是嵌巖樁，還可以根據(jù)巖基平板載荷試驗(yàn)確定；③通常情況下，樁的極限側(cè)阻力及阻力可通過(guò)預(yù)埋測(cè)試元件的方式通過(guò)靜載試驗(yàn)確定。與此同時(shí)還可以建立標(biāo)準(zhǔn)值與參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)曲線，最終根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力。

4.樁基設(shè)計(jì)中的樁項(xiàng)作用效應(yīng)計(jì)算。如果是普通建筑物或是較小荷載的高層建筑，在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到柱、墻等在基樁的樁頂所產(chǎn)生的作用效應(yīng)，對(duì)豎向力及水平力所產(chǎn)生的影響進(jìn)行考慮；然而如果是需要承擔(dān)地震荷載的低承臺(tái)樁基，就更應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的驗(yàn)算了，如果當(dāng)建筑物位于抗震有利的地段時(shí)就可以不考慮地震帶來(lái)的影響；若是有可能發(fā)生8度及8度以上的建筑物區(qū)域或受水平力較大的樁基設(shè)計(jì)的話，那就要考慮承臺(tái)與樁基的共同效果以及與土體間的彈性抗力作用，最終達(dá)到設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、科學(xué)的設(shè)計(jì)目的。

5.樁基設(shè)計(jì)中的位移計(jì)算與樁基水平承載力。對(duì)于保證樁基的安全性，位移的計(jì)算及樁基水平承載力起到重要意義，可分為兩種類型：?jiǎn)螛痘A(chǔ)、群樁基礎(chǔ)。（1）群樁基礎(chǔ)。當(dāng)遇到力矩較大或水平力的情況時(shí)，首先應(yīng)考慮由承臺(tái)、樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)，然后對(duì)基樁水平承載力特征值進(jìn)行計(jì)算，土體類型與承臺(tái)底部與地基土之間的摩擦系數(shù)有較大關(guān)系，所以在選取時(shí)應(yīng)該小心謹(jǐn)慎。（2）單樁基礎(chǔ)。它在承擔(dān)水平力時(shí)應(yīng)滿足其特征值的要求。

6.樁基設(shè)計(jì)中的承臺(tái)計(jì)算、（1）對(duì)于樁基承臺(tái)，首先應(yīng)分別對(duì)樁邊連線、柱邊、變階處所形成的貫通承臺(tái)的受剪承載力和斜截面進(jìn)行驗(yàn)算。如果承臺(tái)懸挑邊形成多個(gè)剪切截面時(shí)，那么就應(yīng)該對(duì)每個(gè)斜截面的受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算。（2）關(guān)于條形承臺(tái)梁的彎矩可按照彈性地基梁進(jìn)行分析計(jì)算；如果遇到樁端持力層較為深厚巖體堅(jiān)硬且樁柱軸線不重合時(shí)，首先可以將樁視為不動(dòng)的鉸支座，其次再按連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。（3）對(duì)于樁基承臺(tái)，則應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行正截面受彎承載力的計(jì)算，配筋和受彎承載力可根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。

三、結(jié)束語(yǔ)

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的探討，不僅為有效提高建筑的質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為人們追求建筑物的高品質(zhì)提供了保障。因此廣大設(shè)計(jì)人員一定要做好建筑結(jié)構(gòu)工程地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作，從而促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)的健康發(fā)展。

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