基于高层建筑桩基础设计关键分析

江海燕

摘 要 隨着经济的快速发展，人们的生活水平得到了巨大的提高，人们的住宅购买能力也在不断提高，这就在一定程度上使住房需求量日益增加。在现阶段的房屋建设中，大多数都是以高层建筑为主，且高层建筑已经成为建筑建设的主流。

关键词 高层建筑;桩基础设计;住房需求量

引言

高层建筑的主要特点就是层数很多，在高度上也是十分的长，体积大。因为建筑物非常高大，在竖向的荷载力又大又集中，并且荷载力和地震的荷载成倍的增长的，所以，要求施工人员在地基上要进行更高的承载力，同时在控制范围内的倾斜度和沉降上，保证建筑物的稳定性。这对与基础建筑设计与施工上有了更高的要求。

1建筑施工中桩基础技术的特点

①安全性高。桩基础在高层建筑的应用中，能够有效克服地质问题，减少地基软弱土层对工程造成的影响，以此来实现对地基安全性的提升。并且在进行灌注混凝土的时候，地基与桩基础相互的渗透作用，也使得地基的质量得到大大的增强。②地基稳定性强。桩基础的作用通常表现在对土层的渗透、压实和劈裂等3个方面，并且这三个方面之间存在一定的联系，在施工环境不同的情况下，这三个作用方面也会有着不同的关联性，但相同的是，都会令地基的稳固性得到提升。③降低工程施工成本。在建筑行业中，桩基础有着较为广泛的应用，传统的打桩非常容易被工程现场的地质所影响，使得工程造价增加，而现在的桩基础技术相较于传统的打桩技术，最明显的优势是有效规避了地质环境对工程的影响，同时简化了施工的操作步骤，施工人员可以根据实际工程的具体要求灵活的变化操作方法，进而有效减少了施工时间和工程造价[1]。

2高层建筑桩基础设计关键分析

2.1 振动沉桩法

振动沉桩是通过电动机产生的较大的垂直力来作用于地基，利用其相互之间的作用，令地基有着更好的密实度。振动沉桩最终达到的效果和振动时间之间联系紧密，时间最长，达到的密实效果也就越好。通常情况下，在实际的建筑施工中采用振动沉桩法的时候，第一点要确保振动机位始终稳固，不会发生偏移，同时在振动产生的垂直力作用下将桩压入土层里，在实际工程的施工中，首先要对桩进行轻度的锤击，时刻观察沉桩的振动频率，打桩开始之初，利用小距离轻锤的办法进行沉桩，如此操作一段时间确保桩位置牢固，不会再出现倾斜情况之后，再开始连续的锤击，当沉桩到了土层一定深度之后停止打桩。从振动沉桩法的应用效果上分析，其在黏土和松散的沙土中有着最好的沉桩效果。

2.2 对高层建筑结构的轴向形变，不容忽视

通常情况下，对低层建筑结构的分析，只是考虑弯矩项，其原因是轴力项影响太小。对于剪切项来说，一般情况下都是不考虑的。而对于高层建筑结构的情况就不同了。它的层数多以及高度大，导致轴力值变得很大。另外，它沿高度积累的轴向变形非常明显;这样地轴向变形将给高层建筑结构分布与内力数值造成很大的变化。在高层建筑结构分析中，要对轴向变形的影响应当进行考虑。但是，在结构完成之后，结构所受的竖向荷载并不是一次施加的。在施工过程中，绝大部分的结构自重都是由占竖向荷载逐层施加的，而轴向压缩变形已在施工过程中分阶段的完成。因此，在施工过程中，对轴向变形的分层施加竖向荷载这一因素的考虑，不能按一次简单的加载考虑，不然就会使一些不合理的计算结果的出现[2]。

2.3 沉降缝的设置

沉降缝在建筑工程建设过程中的应用是非常广泛的，其主要是为了避免在建筑施工地区的地基沉降不均匀而对建筑物造成破坏设置的。对于建筑物，尤其是高层建筑物的建设来说，在进行地基基础设计的过程中，由于建筑物高度、结构形式的不同，以及建筑地基之间的差别，会造成建筑物不均匀沉降，导致建筑物中的不稳定的部位出现裂缝，严重时还会裂开，对用户的使用安全造成了影响。另外，由于高层建筑对地基基础和地下室的压力，导致在设计过程中更加复杂，再设置沉降缝会使高层建筑的稳定性受到威胁。在高层建筑中设置沉降缝还会影响地下室在土层中的嵌固。所以高层建筑中不要设置沉降缝。

2.4 桩筏基础

基岩层所处地层相对较深是国内沿海城市的岩土地层结构主要特点，因为嵌岩桩基础基本上不能实现，故而只能选用桩基础，但由于摩擦桩的承载能力偏低，部分情况下难以迎合高层建筑上部结构荷载对基础承载能力提出的要求，因此该区段高层建筑基础设计可选择桩筏基础形式。桩筏基础为桩基与筏板基础的总称，桩基绝非是基础结构，其属于人工地基，筏板为组成基础的重要结构之一，部分有地下室的建筑经常使用筏板基础，在荷载相对较大、地基土承载能力无法符合上部结构荷载或沉降要求时，建议选用桩筏基础，桩土的协同合作是该种基础形式的运行机制。在地基土沉降、收缩、固结等物化过程中和桩体形成良好的协调关系，进而构件稳定的平衡状态，此时筏板底土层和摩擦桩同时承担了上部结构传递荷载。对筏板基础进行整体分析，发现其四周应力水平处于最大层面上，所以在设计基础时应确保筏板四周桩均匀布置，加密桩体的间距，筏板内部最好使用梅花形布置。分析到摩擦桩的特点，应加强桩身内径的适宜性，结合冲切、抗弯、抗剪要求等规划筏板厚度。

2.5 提高材料利用率

在高层建筑基础设计的优化策略中，提高建筑材料的利用率是一种有效的优化策略，材料利用率的提高要在保证基础施工质量和不违反法律要求的前提下开展。例如说，钢筋混凝土作为建筑体的主要结构，其中的柱主要以受压力为主，那么在材料选择时就要更加偏向于对材料受压能力的选择，在保证质量的前提下，通过提高材料的性能来减少材料的使用量。总而言之，在材料的选择过程中要有针对性，要注重材料的性能，使材料的利用率最大化，从而达到降低正常成本、提高经济效益的目的[3]。

3结束语

高层建筑基础工程设计过程中，在选型阶段需要考虑地基持力层情况、上部结构情况、穿越土层情况等，在选择桩基作为高层建筑基础时需要对影响桩尺寸的因素进行考虑，从而最终设计形成安全、可靠、经济、合理的高层建筑基础。

参考文献

[1] 程文刚.高层建筑基础设计的优化探讨[J].现代物业旬刊，2015，（6）：

28～29.

[2] 张二龙.某高层建筑基础优化设计及造价分析[J].低温建筑技术，

2014，36（2）：136-137.

[3] 梁敏.高层建筑地基基础方案优化设计分析[J].科技展望，2015，

（1）：11.