對某高層住宅樓樁基礎設計及問題探討

1、<p>　　對某高層住宅樓樁基礎設計及問題探討</p><p>　　摘要：本文結合工程實例，對樁基礎結構的形式、設計原則、設計理論及方法，步驟和應考慮的因素及設計中值得注意的問題進行了簡單的分析。 </p><p>　　美鍵詞：高層建筑；樁基設計；住宅小區(qū)；問題； </p><p>　　中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號： </

2、p><p>　　樁基礎是通過承臺把若干根樁的頂部聯結成整體，共同承受動靜荷載的一種深基礎，其結構型式根據上部結構的特點和地質條件選用．樁基礎承載力高、施工速度快、工程質量可靠、經濟合理，適用于軟弱、復雜的地質條件．因此，樁基礎在實際工程中得到了廣泛的應用。 </p><p>　　1、樁基礎的工作特點 </p><p>　　樁基礎的作用是將上部結構較大的荷載通過樁穿過軟弱

3、土層傳遞到較深的堅硬土層上 </p><p>　　以解決淺基礎承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎具有承載力高，沉降量小而均勻 </p><p>　　沉降速率緩慢等特點。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機器的振動或動力作用 </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．采用結構形式為復雜高層結構，屋面高度為35．600m。 </p><p><b>　　3、地質概況 </b></p><p>　　根據“工程地質勘察報告”，工程場地土層分為7個工程地質層，其中③層、⑤層、⑦層又分為2個亞層，⑤1層又分為2個次亞層。各土

5、層特性見表l。 </p><p>　　表1工程場地土層特性 </p><p>　　4、地下室結構和基礎設計思路 </p><p>　　在地下室結構和基礎設計時必須考慮建筑物超長應采取的措施，設計考慮混凝土收縮和溫度應力以及地基不均勻沉降的影響，所以，在結構設計時需采取以下幾方面措施： </p><p>　　1)適當距離設置施工后澆帶，并加強養(yǎng)

6、護； </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)合理設計地基基礎，嚴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留施工后澆帶分段澆筑的方法，防止混凝土收縮引起的結構次應力與結構開裂。地下室外墻、底板應采用抗?jié)B混凝土，并采取防腐措施。 </p>

7、<p><b>　　5、樁基礎設計 </b></p><p>　　本工程采用樁筏基礎，基礎底面標高為一3．400m，位于③層灰色淤泥質粉質黏土，樁頂標高為一3．300m。樓西邊一側筏板座落于第⑥層缺失的南北向古河道上，東邊一側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，地質情況非常復雜。樁基礎計算采用同濟啟明星樁基礎設計軟件pile 2000，由于程序設計上存在不足，不能

8、在同一工程中同時輸入2組不同的土層數據，故而不能非常準確地建立起樁基礎的計算模型，只能通過建立不同的樁基計算模型進行多次計算。經對計算結果進行比較分析后，確定采取其中相對較為真實的設計方案。 </p><p>　　雖然上部傳到基礎底面上的豎向荷載中心在東西方向的對稱軸上，但考慮到東西兩側地基土層上的差異，樁心、荷載重心和基礎形心之間的偏心限值要求，單樁長細比以及樁端持力層等方面因素，在設計時應使樁的豎向承載力設計

9、值盡量接近，因此，東西兩側應選擇兩種不同的樁型，樁型的主要設計參數見表2。 </p><p>　　表2樁型設計參數內容 </p><p>　　由于pile2000程序的局限，單樁豎向承載力設計值是根據公式估算得出，然后在程序中自定義。考慮單樁承載力上的差別，東西兩側布樁數量不同，且未采用對稱布置(見圖1)。 </p><p><b>　　5.1樁型選用 &

10、lt;/b></p><p>　　合理選擇樁型是設計的前提和工程質量優(yōu)劣的關鍵。選擇樁型，應根據上部結構的型式、荷載、地質條件和環(huán)境條件以及當地的樁基施工技術能力與經驗等，選用技術先進、經濟合理、安全適用的樁型。本工程為高層建筑，建筑荷載大而集中，對控制沉降要求較嚴，水平荷載較大。綜合上述因素，本工程選用靜壓式(PHc)預應力高強混凝土管樁，樁安全等級二級，樁混凝土強度等級c80，采用設計標準圖集《預應力混

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，應考慮群樁效應，群樁基礎與單樁相比，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底面參與荷載；同時各個樁之間通過樁間土產生相互影響；來自樁和承臺的豎向力最終在樁端平面形成了應力的疊加，

12、從而使樁端平面的應力水平大大超過單樁，這些方面影響的綜合結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構。因此，在框架結構的承重柱下，借助承臺設置若干根樁，構成獨立的樁基礎；在剪力墻結構部位，設置聯合承臺基礎。根據《建筑樁基技術規(guī)范》規(guī)定，樁距采用塒(d為管樁直徑)。 </p><p><b>　　5.3承臺設計 </b></p><p>　　最臺

13、作為把分散的樁群聯結成一個整體基礎，并把上部結構集中而復雜的荷載分配給每根樁的結構；樁和柱或墻作用于承臺(板)的力大而集中，使承臺的受力條件十分復雜．因此，承臺必須具有足夠的剛度和強度。承臺設計應包括確定承臺的形狀、尺寸、高度及配筋等，必須進行局部受壓、受剪和受彎承載力的驗算，并應符合構造要求。 </p><p>　　6、樁基礎設計值得注意的問題 </p><p>　　6.1關于樁基礎抗壓

14、靜載試驗 </p><p>　　在樁基礎設計過程，為了縮短工期,首先根據地質勘察報告提供的參數估算單樁承載力極限值，根據這個極限值進行樁基礎設計并施工，工程樁施工結束后再進行抗壓靜載試驗。但是，這個方法不具有科學性。樁基礎設過程中抗壓靜載試驗是一個十分重要的環(huán)節(jié)。抗壓 </p><p>　　靜載試驗直接影響到樁基形式、樁規(guī)格和樁入土深度,施工難度。通過科學試驗,取得準確數據,使設計方案更加

15、合理、可行和經濟，遠遠超過縮短工期所獲得的效益。 </p><p>　　6.2樁基礎鋼筋的設計 </p><p>　　樁身箍筋。箍筋應采用螺旋箍，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算樁身受壓承載力時，樁頂以下5d范圍內的箍筋應加密，間距不應大于為100mm，當樁身位于液化：trJ=g范圍內時箍筋應加密，當考慮箍筋受力作用時，箍筋配置應符合現

16、行國家標準<混凝土結構設計規(guī)范)GB50010的有關規(guī)定，當箍筋籠長度超過4m時，應每隔2m設一道直徑不小于12mm的焊接加勁箍筋。樁主筋保護層厚度。灌注樁主筋的混凝土保護層厚度不應小于35mm，水下灌注樁的主筋的混凝土保護層厚度不得小于50mm，而最新設計規(guī)范尤其是對公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范則要求普通鋼筋和預應力直線形鋼筋最小混凝土保護層厚度應根據橋梁所在環(huán)境而適當增大。 </p><p>

17、;　　6．3樁基礎的防護 </p><p>　　防凍。在冬季寒冷地EFh于冬季較厚的凍土層、冰凍層等對樁基礎容易產生方向向上的切力，而若上部荷載較小同時樁基礎埋藏較淺則切向力則會導致樁基礎上拔現象，因此在設計過程中應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置鋼套管或鋼筋混凝土套管，并在其內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)在雨季容易產生泥石流等現象，其發(fā)生時夾雜的漂卵石等對樁基礎容易產生撞擊而破壞作用，在設計過程中可采取在可能遭受撞擊的樁基礎表面設置鋼板或鋼套筒、在樁基礎前迎泥石流方向設置獨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)污廢水等流經或浸漬到樁基礎時則會對樁基礎產生很大的腐蝕作用，因此在設計過程中應采用抗侵蝕的硅酸鹽水泥或采取在樁表面涂刷數層熱瀝青等防腐材料來抵御。 </p><

19、;p><b>　　7、結束語 </b></p><p>　　樁基礎對基礎設施建設中的工程質量、造價及使用壽命都在很大程度上其決定性作用，因此，在樁基礎設計過程中應結合當地地質情況以及基礎所受荷載來充分進行論證，從而實現在保證質置的前提下減少樁基礎數量、節(jié)約工程投資的目的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p>

20、<p>　　【1】建筑樁基技術規(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．建筑樁基技術規(guī)范理解與應用【M】．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008． </p><p>　　【3】宰金珉．復合樁基礎理論與應用【M】．北京：知識產權出版社／中國水利水電出版社．2004． </p><p>