韋廣祥

摘要：基礎(chǔ)建設(shè)是土木工程建設(shè)的基礎(chǔ)，它的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到工程建設(shè)的整體質(zhì)量。文章從復(fù)合地基的角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)復(fù)合地基在高層建筑的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作一簡(jiǎn)單的探討，以加深對(duì)復(fù)合地基的認(rèn)識(shí)，并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);復(fù)合地基基礎(chǔ)

前言：從目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀來(lái)看，復(fù)合地基的合理使用對(duì)提高其承載力有很大的作用，從而使其在荷載作用下更為均衡。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)復(fù)合地基的應(yīng)用仍有許多問題，因此，本文著重對(duì)復(fù)合地基在高層建筑的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地分析，并對(duì)其應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了探討，以期對(duì)同類工程具有一定的參考價(jià)值。

1.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1.1需要承受較大的水平荷載作用

每個(gè)建筑物都要承擔(dān)較大的豎向和橫向載荷，同時(shí)也要考慮到地震對(duì)建筑物的影響。對(duì)于低矮、多層建筑物，一般重力荷載是其主要的控制因子，與之相比，水平荷載少，橫向位移小。在高層建筑中，盡管豎向荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響很大，但其最重要的因素還是橫向荷載。而且隨著樓層和樓層的不斷增加，橫向荷載引起的內(nèi)力和位移也會(huì)快速增加。

1.2軸向變形的特點(diǎn)

通常情況下，多層結(jié)構(gòu)都會(huì)考慮到彎矩，由于其對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響很小，因此通常忽略了剪力項(xiàng)。而在高層建筑中，卻是最關(guān)鍵的一環(huán)。從公式中可以看出，高層建筑的層數(shù)很多，高度也很高，軸向的力量也很大，軸向的變形會(huì)導(dǎo)致高層建筑的內(nèi)力分布和數(shù)值發(fā)生很大的變化。在采用框架-墻和框架墻結(jié)構(gòu)的高層建筑中，某些連續(xù)彎矩通常要大于邊柱。如果房子是高層建筑，那么這種軸向變形的差異值就會(huì)比較大，導(dǎo)致兩根橫梁間的支撐彎矩的數(shù)值會(huì)減小，而在跨中的正彎矩值則會(huì)逐步增加。

1.3側(cè)移的特點(diǎn)與低矮建筑相比，側(cè)移是影響高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素，其橫向位移隨樓層的增加而快速增長(zhǎng)。在高層建筑中，既要有足夠的強(qiáng)度，又要有足夠的抗側(cè)向剛度，才能保證結(jié)構(gòu)在水平荷載下的側(cè)向位移控制在規(guī)范中，以確保其居住和工作環(huán)境。

1.4結(jié)構(gòu)的延性特點(diǎn)

對(duì)于大部分的高層建筑，比如在地震中，都會(huì)發(fā)生應(yīng)力變形，因此，在進(jìn)行塑性變形的同時(shí)，要保證建筑物的延性，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以保證建筑物的延性。

2.對(duì)復(fù)合地基基礎(chǔ)的基本認(rèn)識(shí)

地基基礎(chǔ)施工是建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分，它的穩(wěn)定性、可靠性、科學(xué)性、可靠性等直接關(guān)系到施工質(zhì)量和使用效果。復(fù)合地基是基礎(chǔ)工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是指在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，利用土體置換、配置加固材料等方法，將基體和加固體結(jié)合起來(lái)，從而提高地基的強(qiáng)度，提高地基的承載力，從而達(dá)到建筑工程施工對(duì)地基的要求。

3.復(fù)合地基基礎(chǔ)的具體應(yīng)用

3.1案例背景

某高層建筑工程項(xiàng)目，高度為地上22層，地下3層，建筑面積是20365.32m2，采取鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震等級(jí)為七級(jí)，同時(shí)高層建筑工程所在區(qū)域地下水不穩(wěn)定。

3.2科學(xué)選擇復(fù)合地基的類型

由于高層建筑的地基中存在著軟土，使得原有的地基不能完全滿足施工的需要。尤其是在高層建筑的地基上，由于粉土的存在，使得地基的承載力變得越來(lái)越大。采用預(yù)應(yīng)力管樁或采用高壓噴注漿的施工方法，其造價(jià)較高，且會(huì)影響到高層建筑的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)工程場(chǎng)地地質(zhì)情況和相關(guān)規(guī)范的要求，確定了采用水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的施工方案。

3.3復(fù)合地基設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)。在高層建筑工程中，水泥粉煤灰碎石樁的設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行精確的承載力計(jì)算，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查資料，對(duì)其進(jìn)行分析，得出其承載能力和長(zhǎng)度，其中包括樁體直徑、強(qiáng)度、樁土置換率等。在該復(fù)合地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，采用了15～25米的水泥粉煤灰碎石樁，可有效地滿足基礎(chǔ)的承載力要求。由于水泥粉煤灰碎石樁間距是樁直徑3倍，因此在具體工程中應(yīng)按設(shè)計(jì)要求適當(dāng)增大樁間距，以提高其工程經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行樁徑選擇時(shí)，必須充分考慮地基的承載力，當(dāng)局部地區(qū)的承載力較低時(shí)，可以減小樁間距，防止沉降。在設(shè)計(jì)床墊時(shí)，由于床墊厚度與樁身豎向荷載的相關(guān)性很強(qiáng)，而樁與土間的橫向荷載沒有顯著的相關(guān)性，因此，通常情況下，隨著地基厚度的增大，其水平荷載也會(huì)隨之增大。同時(shí)，根據(jù)高層建筑基礎(chǔ)的承載力，對(duì)床墊的施工厚度進(jìn)行調(diào)整，床墊材料應(yīng)選擇粗砂，夯填度不得超過(guò)0.9，同時(shí)，根據(jù)工程實(shí)際情況、沉降差、沉降等因素，合理確定床墊的厚度，使床墊的保護(hù)功能得到最大程度地發(fā)揮。從水泥、粉煤灰和碎石樁的復(fù)合基礎(chǔ)特性來(lái)看，在特定的設(shè)計(jì)階段，可以添加一定的濕度。在混合地基中摻入了水泥和粉煤灰，在水的作用下，會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶性化合物，如氯化鈣、硅酸鈣等。

②水泥粉煤灰碎石復(fù)合地基施工。為確保水泥粉煤灰碎石樁的施工順利進(jìn)行，可采取振動(dòng)沉管灌注施工、管內(nèi)泵壓攪拌施工和螺旋鉆孔施工。施工單位應(yīng)結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際情況，結(jié)合水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基的施工要求，合理選用施工工藝。針對(duì)該高層建筑復(fù)合地基的施工，考慮到黏土含量高、工期短，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的施工工藝。在復(fù)合地基施工過(guò)程中，當(dāng)?shù)鼗泻酗柡蜕巴習(xí)r，樁間土在成樁振動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的超孔壓，從而使其形成一個(gè)排水槽，從而使土壤中的孔隙水得以順利排出。

4.復(fù)合地基基礎(chǔ)運(yùn)用效果

根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，在這一高層建筑工程的復(fù)合地基基礎(chǔ)完成后，對(duì)其進(jìn)行了質(zhì)量檢驗(yàn)和合理性評(píng)估，得出的結(jié)論是，該復(fù)合地基的承載力達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外，采用比較分析的方法，對(duì)樁基與復(fù)合地基的效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)，得出了具有良好經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)論。

結(jié)束語(yǔ)

綜合以上分析，認(rèn)為復(fù)合地基是一種人工基礎(chǔ)，它可以有效地提高基礎(chǔ)的承載力，使基礎(chǔ)的穩(wěn)定、牢固、可靠。在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，考慮到工程場(chǎng)地的具體情況，并結(jié)合高層建筑的實(shí)際需要，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。為此，施工單位和有關(guān)部門要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)復(fù)合地基，提高其在工程應(yīng)用中的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，增強(qiáng)其設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)建筑業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]陶景暉，金如元，陸飛，等.巖溶地區(qū)高層建筑剛性樁復(fù)合地基現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2017，38（06）：163-174.