摘要:近些年來,城鄉(xiāng)一體化進程的加速,城鎮(zhèn)化的步伐越來越大,因此,建筑行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展,成為城市發(fā)展中的主流。伴隨而來的是,人們對建筑的要求也越來越高,這不僅在外觀上,要符合現(xiàn)代人的審美,還要滿足對建筑功能和質(zhì)量的要求。樁基礎(chǔ)技術(shù)在建筑工程中的應用,從很大的層面上滿足建筑使用和安全的需求,工程的管理者要結(jié)合具體建筑的施工特點,來選擇合理的樁基礎(chǔ)施工技術(shù),提升建筑的經(jīng)濟和社會效益。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);樁基礎(chǔ);設(shè)計
樁基礎(chǔ)就是設(shè)置在土中呈豎直或傾斜狀態(tài)的基礎(chǔ)構(gòu)件、支護構(gòu)件,其橫截面尺寸與長度相比,要小很多,一般將樁基礎(chǔ)稱之為樁基。但嚴格來講,常規(guī)工程實踐當中的“樁”,即為“樁基”,應為由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成或由柱與樁直接連接單樁基礎(chǔ)。近些年來,為更好提升城市形象,緩解城市人口日益增長所帶來的壓力,市政部門除了結(jié)合實際需要,增加了城市的土地面積之外,還大力開展老城區(qū)的深入改造工作,通過建設(shè)高層甚至超高層建筑,來總體提升土地使用率。高層建筑物因其在地基承載力、變形方面有較高要求,因而嵌巖灌注樁、深長樁及大直徑樁,已成高層建筑,尤其是混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑地基處理的首選。
1、房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的影響因素
1.1施工條件
所謂施工條件主要指的是房屋建筑工程的總體施工環(huán)境,包括自然環(huán)境和人工環(huán)境,其中自然因素有施工的溫度,建筑結(jié)構(gòu)的抗震級別,如果在低溫環(huán)境下施工,就會造成基礎(chǔ)開裂問題,假如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震等級比較低,也會導致房屋建筑結(jié)構(gòu)因承受不了震動負荷而出現(xiàn)裂縫。而人工環(huán)境的影響主要是指在施工中的振動,造成基礎(chǔ)設(shè)計的結(jié)構(gòu)不穩(wěn),在樁基打樁時,可能會發(fā)生擠土效應,對周圍的房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計結(jié)構(gòu)造成擠壓。
1.2地質(zhì)條件
一般房屋建筑工程施工所在地的地質(zhì)條件,在某種程度上會影響到基礎(chǔ)設(shè)計的主要承載能力,有兩個條件原因?qū)A(chǔ)設(shè)計的影響比較大,分別是地基持力層和樁基土層,地基層是和基礎(chǔ)設(shè)計結(jié)構(gòu)相連部分,負責承載房屋建筑結(jié)構(gòu)的主要負荷,此時的土質(zhì)特點,承載力水平都是房屋建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)設(shè)計的影響因素條件。另一點條件原因是建筑基礎(chǔ)設(shè)計土層中的地下水分布情況以及樁基的穿越能力,也是影響基礎(chǔ)設(shè)計選型結(jié)構(gòu)的重要影響因素條件。
1.3建筑材料的性質(zhì)的影響
此外,由于受建筑材料的熱膨脹系數(shù)的影響,還需將環(huán)境溫度納入考慮范圍?;炷敛馁|(zhì)作為建筑過程中最常用的材料之一,同時也是受到環(huán)境溫度影響的最大的一部分。由于混凝土材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)較大,隨溫度和氣候的變化都較為明顯。如在低溫環(huán)境下,混凝土材質(zhì)的表面會因為內(nèi)部應力的急劇變化,出現(xiàn)表面裂縫;而在暴雨情況下,則會由于混凝土材質(zhì)的多孔性,容易出現(xiàn)吸水膨脹的現(xiàn)象。因而,在設(shè)計過程中,就需要設(shè)計師對各部分使用的混凝土材質(zhì)進行考察檢驗,詳細計算環(huán)境溫度與氣候變化對于建筑結(jié)構(gòu)的影響,選擇合適的填充材料合理布置伸縮縫,對混凝土的分布進行一定的切割,降低混凝土分布的連續(xù)性。
2、建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計特點
首先,樁基礎(chǔ)的承載力較強,樁深入到的堅硬的持力層內(nèi),比如密實的巖石層、基巖以及中密砂等土質(zhì)中,在豎向的單樁以及群樁的承載中,承載力都較強,能夠承載起建筑的主體的全部的豎向荷載,其中也包含偏心荷載在內(nèi)。其次,豎向樁的剛度較大,樁基礎(chǔ)的單樁和群樁的剛度都很大,當自身的重量以及鄰近的荷載對其產(chǎn)生作用時,都不會出現(xiàn)極度不均勻的沉降,并且將建筑物可能出現(xiàn)的傾斜控制在一定的范圍。再次,穩(wěn)定性較好,不管是單樁還是群樁,都具有較大的側(cè)向剛度,并且抗傾覆能力較強,對地震以及風力作用導致的力矩和水平上的荷載,都可以較好的抵御,保證高層建筑物的穩(wěn)定。最后,抗壓和抗拔的承載力較強。樁身可以穿過液化的土層,并且牢牢地固定在基巖層和深土層內(nèi),使得建筑的根部能夠?qū)ν饨缧纬蓸O強的抵抗力,防止建筑物出現(xiàn)沉陷或者傾斜的情況。
3、建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計
3.1明確區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱
由于構(gòu)造柱與承重柱在性能特征方面存在著顯著的差異,因此在建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要合理放置構(gòu)造柱與承重柱,從而確保懸挑梁的性能質(zhì)量。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時技術(shù)人員要全面考慮問題,采用正確的分開放置法,合理區(qū)分兩邊的建筑材料堆,分別樹立標志牌并在紙質(zhì)板上標明名稱,這種標記方法能夠降低設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中的錯誤率,同時,依據(jù)實際要求,適宜截取懸挑梁面積,有利于確保土木建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.2承重柱截面高度設(shè)計
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)計最關(guān)鍵的就是要保證承重柱的高度,進而滿足設(shè)計的規(guī)范的需要,這樣才能在根本上有效的避免,由于建筑梁柱結(jié)構(gòu)剛度過大,從而導致的梁柱之間的作用力的加大。如果承重柱高度設(shè)計偏小的話,那么其承受力就好相應增加,從而導致梁柱抗壓能力的降低,這種現(xiàn)象不僅會影響到整個建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,同時對建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、使用年限等也會產(chǎn)生嚴重的影響。
3.3樁基聯(lián)系梁、承臺梁即承臺的計算
承臺間需設(shè)置聯(lián)系梁。聯(lián)系梁的截面尺寸可按照如下方法來確定。假定柱剪力作用于梁端,依據(jù)軸心受壓構(gòu)件,得出其截面尺寸,寬度需大于等于250mm,高度通常是承臺中心距的1/10~1/15;配筋計算時,取與軸心受壓相等的軸力,依據(jù)軸心受拉構(gòu)件計算出具體數(shù)值。若高層建筑處于抗震設(shè)防區(qū),同樣可以將柱軸力的1/10當做聯(lián)系梁軸拉力,最終將配筋量、截面尺寸確定下來。若聯(lián)系梁上設(shè)置有隔墻,那么需要依據(jù)拉彎構(gòu)件將配筋計算出來,然后將計算得出的軸力、彎矩,輸入至PKPM等軟件中,可得計算結(jié)果。樁承臺需滿足局部受壓、受沖切、受剪及受彎等方面的要求。受沖切控制著承臺的厚度,而在承臺內(nèi)的柱縱筋需滿足《JGJ94-2008》中相關(guān)條款要求,若雙柱聯(lián)合樁基承臺,則兩柱間有負彎矩,需設(shè)置暗梁。如若在剪力墻下設(shè)承臺梁或布樁時,樁應盡可能地布置在墻上,以此減少配筋與承臺梁內(nèi)力。
綜上所述,在建筑結(jié)構(gòu)中樁基礎(chǔ)設(shè)計中,設(shè)計人員需要充分考慮到工程建設(shè)要求,根據(jù)實際情況來選擇合理的樁基礎(chǔ)施工技術(shù),同時,為了滿足使用者個性化需求,樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應該吸收更多前沿技術(shù)形式,提升建筑地基穩(wěn)定性。
參考文獻:
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