论文部分内容阅读
[摘 要]随着城市建筑的生活质量的不断提升，对大型高层建筑的設计要求也随着提高。对于大型高层建筑来说，由于其建筑体量的复杂性以及其对基础的高承载力要求令其在建造的过程很容易受到地质条件的约束，尤其是在软土地中进行地基的建造时，有着更高的要求。
[关键词]软土地；高层建筑；桩基设计
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0224-01
建筑行业推动了经济的发展，经济发展同样带动了建筑行业。在高速的经济发展过程中，为了满足人们对于住房、商业等需求，越来越多的高层开始兴建，为了保证建筑物的稳定性，基础工程设计与施工倍受重视，基础工程造价占整个工程造价的比重较大，当遇到地质条件或施工条件制约时，则须投入较多资金进行地基处理，因此基础工程造价更高。合理的基础选型设计，既能在技术上合理，又能在安全上有保证，同时在经济上也可取得良好的效益。本文将以软土地基作为对象，阐述如何设计工程建筑的桩基。
一、工程概况
某绿地中心项目地块用地性质为商业金融用地，规划示意范围图内用地面积约4.76公顷，其中商业金融用地面积约3.68公顷，规划道路用地约1.08公顷。平面整体近似倒“L”形，中间以规划道路为界，将总地块分为1#～4#四个地块，地面以上主要建筑物为80m高主楼（1#地块）、150m高主楼（2#和3#地块）、240m高主楼（4#地块）以及3～7F裙房，全场地设置地下3层地下室。
本次详勘对象为位于场地东北角的3#地块，地面以上主要建筑物为13F办公楼（矩形，长约40m，宽约30m，高80m），拟采用框架核心筒结构，基础埋深约为16.0m，拟采用桩基础；29F办公楼（多边形，长约45m，宽约35m，高150m），拟采用框架核心筒结构，基础埋深约为17.0m，拟采用桩基础；以及4～6F商业裙房（高27.05m），拟采用框架结构，基础埋深约为16.0m，拟采用桩基础。设计+0.00标高为3.40m，变形设计除满足规范要求外，还应满足临近地铁变形设计要求。地下整体设置3层地下室，埋深约为16.0m；地下室基本呈不规则多边形，长约140m，宽约110m。
本工程场地位于老城区内，地貌类型属于滨海淤积平原。场地地形整体较平坦开阔，周边分布大量现状建筑和道路，周边环境复杂，场地现状标高一般在2.53～3.76m。
本工程设地下室3层，基坑开挖深度约16.0m。按浙江省《建筑基坑工程技术规范》DB33/T1008-2000，确定本工程基坑安全等级为一级。
二、地质情况
工程位于我国海岸线中段，该地区下存在着九十米左右的第四世纪沉淀物，在地面的二十米左右为软土层，因此在施工之前工作人员对于工程地质进行了详细的调查。
三、桩基的选型与设计
1、预应力管桩
根据工程的实际情况在设计预应力管桩时可以使用先张法预应力管桩施工技术，并且可以使用离心技术，用高压蒸养的方式进行施工。所以可以总结出预应力管桩的管道厚度为6-7cm。外径为φ40cm-φ60cm。每根管桩的长度不超过十二米，竖立方向能够承受的力度为900-1700kN。预应力管桩有很多的优点，第一、质量相对来说比较稳定，因此可靠性比较高，而且在强度和刚度上面同样很符合要求，而且在冲击力方面和穿透力上面同样有很好的的效果。第二、在管桩的建造时间很短，这样可以减少施工周期，进而为且增加收益，所以说一般场地条件下是用的比较好的桩型。但是预应力管桩自身抗剪能力相对来说不是特别的好，挤土情况很常见，所以在打桩过程中，因为土体的水平方向出现推挤情况，桩身在施工的过程中经常会出现断裂的情况，而且在施工的过程中，因为淤泥本身的性质，所以会出现流动情况，还会受到挖土机械及运输车辆的影响造成淤泥向开挖方向移动的情况，这样就会让桩顶的施工方向发生改变。第三、管桩的打桩设备的质量很大，但是地表土地承受能力比较弱，打桩机在沉桩工作进行的时候，容易出现下陷的情况，所以在打桩工作进行之前，一定要在施工场地的相关位置上面做加固的处理。所以预应力管桩这种方法在较厚淤泥的场地使用使要格外的注意。
2、沉管灌注桩
根据本工程的相关地质问题，在使用沉管灌注桩的时候需要选择φ38cm-φ43cm之间的沉管灌注桩，而且还要使用到六根φ12mm的纵筋，它们之间的距离为30-40cm，圆箍φ6mm，主筋长度应以入土三分之一为最好，。所以主筋的长度不能小于五米，φ43cm桩的长度不能大于三十米，，φ38cm的长度不能大于二十七米，所以说，沉管灌注桩更加经济，尤其在建设屋顶表面起伏很大的高层建筑上面用使用沉管灌注桩技术能够起到更好的效果，还可以依照持力层深度的变化程度，去挑选不同长度的桩，这种情况使预制桩技术不能做的事情。沉管灌注桩一般比较厚，因此在含水量较高、灵敏度比较好的淤泥软土层使用的时候，在预防缩颈和断桩概率比较高过大的情况下，可以通过对拔管速度以及方法上来实现对桩身质量的控制。
3、降控制复合桩
根据本工程的实际情况，沉降控制复合桩在使用的过程中可以选择微型桩根据实际的施工情况选择25cm×2.5cm或者20cm×20cm，而且在实际的建造过程中，桩距应该不小于五倍桩身截面边长，桩端持力层选择第一持力层，单个桩最小的承受能力为200kN，最大的城后能力为500kN，桩的长度为17m-20m之间。桩和承台下地基土共同祈祷荷载的能力，桩的数量要按照沉降要求和实际施工情况来确认，这样才可以减少桩数量的浪费，从而达到节约成本的目的，这样才能使企业更加快速的发展。
使用广泛的夯扩桩，由于桩头夯扩成型，在桩端处形成扩大头，桩端面积增大60%～240%，同时桩端地基土得到夯实挤密，而且深层地基土也得到一定的挤密效果，因此单桩承载力提高。在灌注桩身混凝土时，由于借助内夯管和重锤的重量加压成型，提高了桩身灌注质量，减少了桩身缩颈的弊端，且施工工期短、成本低。这种桩型在上海由于某些原因未能得到推广。笔者认为，如果能够制定出合理的施工工艺、技术标准，这种桩型应该能够收到较好的效果。
4、水泥土搅拌桩
水泥土搅拌桩一般作为多层地基加固措施，加固深度在12m左右，在地基持力层或软弱下卧层强度达不到要求的情况下采用。此种桩型的优点是经济，并在桩端持力层埋置深度较深，或局部有明、暗浜需进行地基加固的情况下有一定的优势。水泥土搅拌桩的设计主要是确定置换率、桩长、选择水泥掺入比。水泥的掺入比一般为被加固湿土重的10%～15%，可根据工程需要选择具有早强、缓凝、减水等性能的添加材料。桩长的控制应使土对桩的支撑力与桩身强度所确定的承载力接近，后者略大为宜。
水泥土搅拌桩的缺点是施工质量不易保证，为解决这个问题，可采用重复喷浆搅拌，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端；在开挖基坑时，基底标高以上0.3m，宜采用人工开挖，以保证桩头质量。
5、钻孔灌注桩
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。
四、总结
在经济全球化的发展下，我国的国民经济快速发展，高层建筑越来越多，同时高层建筑桩基选型设计工作面临着新的挑战，尤其是对于软土地基而言，桩基选型设计面临的难度更高，笔者在此结合工程实例，分析了高层建筑桩基在软土地基中的选型与设计，希望对相关工作有所帮助。
参考文献
[1] 房建工程软土地基施工技术探讨[J].马多銳，王赛赛.佳木斯职业学院学报.2017（01）.
[2] 软土地基处理技术在市政工程中的应用分析[J].杨长勤.中国新技术新产品.2017（06）.
[3] 水泥粉煤灰碎石桩在软土地基处理中的应用[J].王水清，陈建城.建材与装饰.2016（04）.
[4] 软土地基常见问题及处理对策探讨[J].金磊.建筑知识.2016（01）.
[5] 软土地基处理中存在的问题及措施研究[J].杨陈坚.中国住宅设施.2016（06）.
[关键词]软土地；高层建筑；桩基设计
中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0224-01
建筑行业推动了经济的发展，经济发展同样带动了建筑行业。在高速的经济发展过程中，为了满足人们对于住房、商业等需求，越来越多的高层开始兴建，为了保证建筑物的稳定性，基础工程设计与施工倍受重视，基础工程造价占整个工程造价的比重较大，当遇到地质条件或施工条件制约时，则须投入较多资金进行地基处理，因此基础工程造价更高。合理的基础选型设计，既能在技术上合理，又能在安全上有保证，同时在经济上也可取得良好的效益。本文将以软土地基作为对象，阐述如何设计工程建筑的桩基。
一、工程概况
某绿地中心项目地块用地性质为商业金融用地，规划示意范围图内用地面积约4.76公顷，其中商业金融用地面积约3.68公顷，规划道路用地约1.08公顷。平面整体近似倒“L”形，中间以规划道路为界，将总地块分为1#～4#四个地块，地面以上主要建筑物为80m高主楼（1#地块）、150m高主楼（2#和3#地块）、240m高主楼（4#地块）以及3～7F裙房，全场地设置地下3层地下室。
本次详勘对象为位于场地东北角的3#地块，地面以上主要建筑物为13F办公楼（矩形，长约40m，宽约30m，高80m），拟采用框架核心筒结构，基础埋深约为16.0m，拟采用桩基础；29F办公楼（多边形，长约45m，宽约35m，高150m），拟采用框架核心筒结构，基础埋深约为17.0m，拟采用桩基础；以及4～6F商业裙房（高27.05m），拟采用框架结构，基础埋深约为16.0m，拟采用桩基础。设计+0.00标高为3.40m，变形设计除满足规范要求外，还应满足临近地铁变形设计要求。地下整体设置3层地下室，埋深约为16.0m；地下室基本呈不规则多边形，长约140m，宽约110m。
本工程场地位于老城区内，地貌类型属于滨海淤积平原。场地地形整体较平坦开阔，周边分布大量现状建筑和道路，周边环境复杂，场地现状标高一般在2.53～3.76m。
本工程设地下室3层，基坑开挖深度约16.0m。按浙江省《建筑基坑工程技术规范》DB33/T1008-2000，确定本工程基坑安全等级为一级。
二、地质情况
工程位于我国海岸线中段，该地区下存在着九十米左右的第四世纪沉淀物，在地面的二十米左右为软土层，因此在施工之前工作人员对于工程地质进行了详细的调查。
三、桩基的选型与设计
1、预应力管桩
根据工程的实际情况在设计预应力管桩时可以使用先张法预应力管桩施工技术，并且可以使用离心技术，用高压蒸养的方式进行施工。所以可以总结出预应力管桩的管道厚度为6-7cm。外径为φ40cm-φ60cm。每根管桩的长度不超过十二米，竖立方向能够承受的力度为900-1700kN。预应力管桩有很多的优点，第一、质量相对来说比较稳定，因此可靠性比较高，而且在强度和刚度上面同样很符合要求，而且在冲击力方面和穿透力上面同样有很好的的效果。第二、在管桩的建造时间很短，这样可以减少施工周期，进而为且增加收益，所以说一般场地条件下是用的比较好的桩型。但是预应力管桩自身抗剪能力相对来说不是特别的好，挤土情况很常见，所以在打桩过程中，因为土体的水平方向出现推挤情况，桩身在施工的过程中经常会出现断裂的情况，而且在施工的过程中，因为淤泥本身的性质，所以会出现流动情况，还会受到挖土机械及运输车辆的影响造成淤泥向开挖方向移动的情况，这样就会让桩顶的施工方向发生改变。第三、管桩的打桩设备的质量很大，但是地表土地承受能力比较弱，打桩机在沉桩工作进行的时候，容易出现下陷的情况，所以在打桩工作进行之前，一定要在施工场地的相关位置上面做加固的处理。所以预应力管桩这种方法在较厚淤泥的场地使用使要格外的注意。
2、沉管灌注桩
根据本工程的相关地质问题，在使用沉管灌注桩的时候需要选择φ38cm-φ43cm之间的沉管灌注桩，而且还要使用到六根φ12mm的纵筋，它们之间的距离为30-40cm，圆箍φ6mm，主筋长度应以入土三分之一为最好，。所以主筋的长度不能小于五米，φ43cm桩的长度不能大于三十米，，φ38cm的长度不能大于二十七米，所以说，沉管灌注桩更加经济，尤其在建设屋顶表面起伏很大的高层建筑上面用使用沉管灌注桩技术能够起到更好的效果，还可以依照持力层深度的变化程度，去挑选不同长度的桩，这种情况使预制桩技术不能做的事情。沉管灌注桩一般比较厚，因此在含水量较高、灵敏度比较好的淤泥软土层使用的时候，在预防缩颈和断桩概率比较高过大的情况下，可以通过对拔管速度以及方法上来实现对桩身质量的控制。
3、降控制复合桩
根据本工程的实际情况，沉降控制复合桩在使用的过程中可以选择微型桩根据实际的施工情况选择25cm×2.5cm或者20cm×20cm，而且在实际的建造过程中，桩距应该不小于五倍桩身截面边长，桩端持力层选择第一持力层，单个桩最小的承受能力为200kN，最大的城后能力为500kN，桩的长度为17m-20m之间。桩和承台下地基土共同祈祷荷载的能力，桩的数量要按照沉降要求和实际施工情况来确认，这样才可以减少桩数量的浪费，从而达到节约成本的目的，这样才能使企业更加快速的发展。
使用广泛的夯扩桩，由于桩头夯扩成型，在桩端处形成扩大头，桩端面积增大60%～240%，同时桩端地基土得到夯实挤密，而且深层地基土也得到一定的挤密效果，因此单桩承载力提高。在灌注桩身混凝土时，由于借助内夯管和重锤的重量加压成型，提高了桩身灌注质量，减少了桩身缩颈的弊端，且施工工期短、成本低。这种桩型在上海由于某些原因未能得到推广。笔者认为，如果能够制定出合理的施工工艺、技术标准，这种桩型应该能够收到较好的效果。
4、水泥土搅拌桩
水泥土搅拌桩一般作为多层地基加固措施，加固深度在12m左右，在地基持力层或软弱下卧层强度达不到要求的情况下采用。此种桩型的优点是经济，并在桩端持力层埋置深度较深，或局部有明、暗浜需进行地基加固的情况下有一定的优势。水泥土搅拌桩的设计主要是确定置换率、桩长、选择水泥掺入比。水泥的掺入比一般为被加固湿土重的10%～15%，可根据工程需要选择具有早强、缓凝、减水等性能的添加材料。桩长的控制应使土对桩的支撑力与桩身强度所确定的承载力接近，后者略大为宜。
水泥土搅拌桩的缺点是施工质量不易保证，为解决这个问题，可采用重复喷浆搅拌，当浆液达到出浆口后，应喷浆座底30s，使浆液完全到达桩端；在开挖基坑时，基底标高以上0.3m，宜采用人工开挖，以保证桩头质量。
5、钻孔灌注桩
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。
四、总结
在经济全球化的发展下，我国的国民经济快速发展，高层建筑越来越多，同时高层建筑桩基选型设计工作面临着新的挑战，尤其是对于软土地基而言，桩基选型设计面临的难度更高，笔者在此结合工程实例，分析了高层建筑桩基在软土地基中的选型与设计，希望对相关工作有所帮助。
参考文献
[1] 房建工程软土地基施工技术探讨[J].马多銳，王赛赛.佳木斯职业学院学报.2017（01）.
[2] 软土地基处理技术在市政工程中的应用分析[J].杨长勤.中国新技术新产品.2017（06）.
[3] 水泥粉煤灰碎石桩在软土地基处理中的应用[J].王水清，陈建城.建材与装饰.2016（04）.
[4] 软土地基常见问题及处理对策探讨[J].金磊.建筑知识.2016（01）.
[5] 软土地基处理中存在的问题及措施研究[J].杨陈坚.中国住宅设施.2016（06）.