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        高層建筑樁基礎(chǔ)沉降分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究

        2022-03-27 23:16:21朱國(guó)煒
        科學(xué)與生活 2022年2期
        關(guān)鍵詞:高層建筑優(yōu)化

        朱國(guó)煒

        【摘要】目前,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)都處于快速發(fā)展階段,房屋建筑也得到了飛快發(fā)展,高層建筑隨之發(fā)展起來(lái),在城市中有了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)人口數(shù)量多,要在 一定區(qū)域里容納更多人口數(shù)量,高層建筑可以有效緩解這一壓力。但現(xiàn)階段,高層建筑的樁基礎(chǔ)沉降問(wèn)題是高層建筑最為常見的問(wèn)題,不僅影響建筑質(zhì)量,甚至?xí)斐山ㄖ锾?。由此可見,高度重視高層建筑樁基礎(chǔ)沉降分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究是當(dāng)前急需解決的重大問(wèn)題之一。

        【關(guān)鍵詞】高層建筑;樁基礎(chǔ);沉降;優(yōu)化

        0引言

        高層建筑是當(dāng)下最為流行的建筑之一,其不僅能夠在一定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)人口更大化的容納,同時(shí)也具有一定的美觀性。在高層建筑過(guò)程中,樁基的重要性無(wú)可厚非。當(dāng)樁基出現(xiàn)問(wèn)題,會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量造成不良的影響。隨著我國(guó)土地資源可使用面積的逐漸減少,不得不選擇在地質(zhì)條件不好的地方進(jìn)行建筑,這也就加大了建筑工程施工的施工難度,很容易出現(xiàn)樁基沉降方面的問(wèn)題。不僅破壞了建筑的結(jié)構(gòu),不均勻沉降超過(guò)一定的限度,會(huì)使高層住宅樓體開裂,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)嚴(yán)重傾斜,危及人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此,了解高層建筑樁基礎(chǔ)沉降原因,并且提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是本文重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

        1樁基闡述

        1.1樁基介紹

        由樁和連接樁頂?shù)臉冻信_(tái)組成的深基礎(chǔ)或由柱與樁基連接的單樁基礎(chǔ),簡(jiǎn)稱樁基,將多個(gè)沉入土壤中的單樁頂部進(jìn)行連接的基礎(chǔ)技術(shù)。若樁身全部埋于土中,承臺(tái)底面與土體接觸,則稱為低承臺(tái)樁基;若樁身上部露出地面而承臺(tái)底位于地面以上,則稱為高承臺(tái)樁基。建筑樁基通常為低承臺(tái)樁基礎(chǔ)。在現(xiàn)今建筑工程中得到廣泛使用。

        1.2優(yōu)點(diǎn)

        在房屋建筑施工中應(yīng)用樁基礎(chǔ)技術(shù)具有以下兩方面優(yōu)勢(shì),一是,樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中,建筑物的重力分解是利用土層自身的特性完成,提升了樁基礎(chǔ)的抗壓能力;二是,樁基礎(chǔ)技術(shù)也可以對(duì)建筑主體進(jìn)行穩(wěn)定加固,避免因外界沖擊力,造成建筑主體的沉降、倒塌事故,從而保證房屋建筑物在后期居住時(shí)具有較高的安全性能。

        2建筑樁基施工中沉降問(wèn)題的出現(xiàn)原因

        高層建筑中樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛,樁基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降問(wèn)題對(duì)整體建筑安全性、結(jié)構(gòu)都有著嚴(yán)重的影響。原材料、施工準(zhǔn)備、施工過(guò)程以及施工質(zhì)量等多種外部因素都可能會(huì)導(dǎo)致樁基出現(xiàn)沉降。以下具體對(duì)各種原因進(jìn)行分析。

        2.1勘察工作不到位

        在高層建筑工程建設(shè)前,需要根據(jù)其工程自然環(huán)境、地勢(shì)條件等外界因素綜合考慮,并結(jié)合實(shí)際環(huán)境進(jìn)行認(rèn)真勘察并記錄相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)于不清楚或者模糊的地方,可以通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)厝罕娮稍兓蛘叻嗊^(guò)去年份資料,結(jié)合最終數(shù)據(jù)結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)際高層建筑工程的樁基方案。但是在實(shí)際的勘察工作中,工作人員無(wú)法發(fā)現(xiàn)地質(zhì)中存在的問(wèn)題或不良條件,無(wú)法為胡須設(shè)計(jì)提供有效的參數(shù)建議和數(shù)據(jù)支持,因而無(wú)法采取有效措施解決這些不利條件,給后續(xù)施工工作帶來(lái)隱患【1】。

        2.2樁基礎(chǔ)自身問(wèn)題

        必須嚴(yán)格根據(jù)建筑物施工區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行樁基礎(chǔ)的形式選擇。不同的地基土層硬度也各不相同,如果在軟土層建筑,必須要處理好樁基礎(chǔ)問(wèn)題,否則會(huì)存在后續(xù)沉降的風(fēng)險(xiǎn)。其次,樁基礎(chǔ)也有硬土和軟土之分,在不同硬度土層修建的樁基其穩(wěn)定性也各不相同。例如凍土、黃土都容易導(dǎo)致建筑物發(fā)生坍塌。

        2.3樁身混凝土布局不合理,強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)

        首要的就是要做好混凝土的布局。如果沒(méi)有處理好混凝土的布局和保證好混凝土的強(qiáng)度,建筑樁就會(huì)很容易出現(xiàn)沉降困難,最后造成樁基沉降?;炷敛季?、強(qiáng)度不合理,混凝土攪拌不均勻、強(qiáng)度小也會(huì)造成沉降問(wèn)題。

        2.4施工不規(guī)范

        施工技術(shù)是決定著整體工程施工質(zhì)量的重要因素,對(duì)高層建筑工程后期的投入使用以及運(yùn)行效果都有著極其重要的影響。地基處理方法施工質(zhì)量控制難度本身就很大,但是現(xiàn)有的施工團(tuán)隊(duì)中,大部分成員都是農(nóng)民工,相應(yīng)施工技術(shù)在專業(yè)上可能存在一定的缺陷,并且在施工環(huán)節(jié)部分施工人員在施工過(guò)程中未嚴(yán)格按照批復(fù)的施工方案來(lái)執(zhí)行,會(huì)導(dǎo)致最后樁基施工質(zhì)量不過(guò)關(guān),如鉆孔灌注樁存在樁底沉渣過(guò)厚現(xiàn)象,也為后期高層建筑質(zhì)量埋下隱患。

        3高層建筑預(yù)防樁基礎(chǔ)沉降的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,樁基礎(chǔ)沉降這種問(wèn)題頻頻出現(xiàn)在房屋建設(shè)施工當(dāng)中,對(duì)工程進(jìn)度以及工程質(zhì)量都產(chǎn)生了極大的消極影響,使企業(yè)平白承受了不必要的經(jīng)濟(jì)損失,甚至還威脅到了相關(guān)人員的人身安全。要想切實(shí)杜絕房屋建筑樁基礎(chǔ)沉降這種質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn),保證工程建設(shè)進(jìn)度以及建筑質(zhì)量,施工單位可以從以下幾個(gè)方面入手展開預(yù)控工作。

        3.1做好前期準(zhǔn)備工作

        在高層建筑工程正式施工之前,首先應(yīng)該對(duì)整個(gè)工程所涉及的地區(qū)進(jìn)行充分調(diào)研。例如高層建筑工程建設(shè)區(qū)域的地理位置、地勢(shì)狀況、地質(zhì)條件以及其所在地域的自然環(huán)境,例如天氣狀況、濕度等,并對(duì)該地區(qū)容易出現(xiàn)的災(zāi)害以及施工過(guò)程中最易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)估,并針對(duì)預(yù)測(cè)的問(wèn)題做出相應(yīng)的解決對(duì)策,以備實(shí)際施工中出現(xiàn)類似問(wèn)題時(shí),能夠在最短時(shí)間內(nèi)用最快的速度解決問(wèn)題,提高工作效率【2】。

        3.2保證原材料滯留

        混凝土布局不合理以及強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)也會(huì)導(dǎo)致高層建筑后續(xù)存在樁基沉降。而混凝土主要是由水泥、砂石、碎石和水組成。為了得到性能穩(wěn)定的混凝土混合料,在選用水泥時(shí),必須選擇具備產(chǎn)品合格證及化驗(yàn)單的水泥;應(yīng)選擇硬度高且清潔度高的砂石,碎石的選擇主要遵循級(jí)配時(shí)集料的顆粒組成符合表。但粒徑較小、質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈特性高的碎石是最佳碎石原材料;水應(yīng)當(dāng)保持清潔,使混凝土可以正常地硬化與黏結(jié),保持混凝土的耐久性和強(qiáng)度質(zhì)量。在原材料購(gòu)買結(jié)束后,要對(duì)其質(zhì)量與數(shù)量進(jìn)行檢查,不僅要保證原材料的合格性,還要確保原材料的數(shù)量充足,便于后期材料的補(bǔ)充。

        3.3針對(duì)高層建筑工程施工技術(shù)和管理提出相應(yīng)改善措施

        高層建筑工程施工技術(shù)直接影響著高層建筑工程的整體質(zhì)量。而由于施工人員整體的技術(shù)存在一些不足,會(huì)造成一定的影響。因此,為了進(jìn)一步保證整個(gè)高層建筑工程建設(shè)的質(zhì)量,應(yīng)該定時(shí)對(duì)施工人員進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn),并制定嚴(yán)格的考核制度,及時(shí)督促施工人員掌握先進(jìn)的施工技術(shù)。另外,施工人員對(duì)待工作應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé),出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)向相關(guān)施工管理人員及技術(shù)負(fù)責(zé)人員反映,在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。并且對(duì)施工人員質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)評(píng)比,對(duì)于質(zhì)量高、效率高的人員給予一定的工作獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)于施工質(zhì)量差且效率低下的員工作出相應(yīng)懲罰,從而激勵(lì)相關(guān)人員。

        3.4加強(qiáng)樁基檢測(cè),可提前預(yù)防沉降

        樁基檢測(cè),分為樁基施工前和施工后的檢測(cè):施工前,為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁檢測(cè),主要確定單樁極限承載力;施工后,為驗(yàn)收提供提供依據(jù)的工程樁檢測(cè),主要進(jìn)行單樁承載力和樁身完整性檢測(cè)。樁基承載力的檢測(cè)技術(shù)主要可以分為兩個(gè)方面,即高應(yīng)變動(dòng)檢測(cè)與靜荷載試驗(yàn)。①高應(yīng)變動(dòng)檢測(cè)技術(shù)可以細(xì)分為凱斯法與凱普威普法兩種,檢測(cè)的本質(zhì)就是在重錘瞬間沖擊樁頂時(shí),樁周圍士層將會(huì)發(fā)生塑性變形,在樁頂對(duì)力與速度的變化曲線進(jìn)行測(cè)量,并以引力波為計(jì)算依據(jù),對(duì)樁基士體系進(jìn)行計(jì)算并確定相關(guān)參數(shù),分析其在接近臨界點(diǎn)時(shí)工作性能,并且要與樁基質(zhì)量進(jìn)行結(jié)合,以此來(lái)確定頂樁基的最大承載力。②靜荷載試驗(yàn)法,主要是測(cè)量樁基的承載能力,可以進(jìn)行水平與豎直承載力的檢測(cè)。此種檢測(cè)方法主要應(yīng)用于房建樁基建設(shè)的試樁階段,檢測(cè)時(shí)受力條件更接近實(shí)際受力情況,是一種比較常用的檢測(cè)技術(shù)。良好的施工前樁基檢測(cè)結(jié)果能夠高效預(yù)防高層建筑樁基礎(chǔ)沉降。

        4結(jié)束語(yǔ)

        隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn),房屋建筑工程項(xiàng)目的數(shù)量以及質(zhì)量都越來(lái)越多,樁基礎(chǔ)沉降也越來(lái)越頻繁的出現(xiàn)在了項(xiàng)目施工建設(shè)當(dāng)中,成為影響工程建設(shè)質(zhì)量以及效率的主要元素。在這種背景下,要想更加高效的完成房屋建筑施工建設(shè),相關(guān)單位必須提升對(duì)樁基礎(chǔ)沉降這種現(xiàn)象的重視,對(duì)致樁基礎(chǔ)沉降發(fā)生的原因進(jìn)行深入分析,并綜合考慮項(xiàng)目實(shí)際情況制定更為科學(xué)合理的預(yù)控措施,才可以有效降低樁基礎(chǔ)沉降問(wèn)題的發(fā)生概率。

        【參考文獻(xiàn)】

        【1】馮振啟.高層房屋建筑中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)存在的問(wèn)題與措施分析[J].《門建與裝飾材》.2019(30):39-40.

        【2】白翼飛,紀(jì)茂全,張德恒,米帥,倪超.房屋建筑樁基礎(chǔ)沉降的原因及預(yù)控對(duì)策分析[J].《建材與裝飾》.2019(17):12-13.

        【3】康新權(quán).建筑樁基礎(chǔ)沉降的原因及預(yù)控措施分析[J].《建筑與裝飾》.2020.

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