高层建筑工程桩基础的设计与检验分析

【摘要】：随着当今经济的发展及城市化进程的加快，作为城市建设重要标志的高层、超高层建筑日渐增多。而这些高层建筑多采用的是混凝土结构、钢与混凝土组合结构等，其荷载情况决定了基础形式多采用桩基础。因此，桩基础作为整个建筑的基石，直接决定着建筑物的安全，强化高层建筑混凝土结构中的桩基设计工作是必不可少的。

【关键词】：高层建筑；桩基础设计；检验

【引言】：近些年来，城乡一体化进程的加速，城镇化的步伐越来越大，因此，建筑行业得到了迅猛的发展，成为城市发展中的主流。伴随而来的是，人们对建筑的要求也越来越高，这不仅在外观上，要符合现代人的审美，还要满足对建筑功能和质量的要求。桩基础技术在建筑工程中的应用，从很大的层面上满足建筑使用和安全的需求，工程的管理者要结合具体建筑的施工特点，来选择合理的桩基础施工技术，提升建筑的经济和社会效益。

1、高层建筑地基基础设计的重要性

常言说“万丈高楼平地起”，说明高层建筑的地基基础设计尤为重要，高层建筑由于层数多，高度大，荷载重，结构同时承受垂直和水平荷载，还要抵抗地震作用，同时，现在的高层建筑地下部分日趋多功能化、商业化的特点，比如地下车库、地下商场、地下人防等，都加大了结构设计的难度，为了使“楼倒倒”事件不再重演，必须重视高层建筑的地基基础设计研究，综合考虑场地地基以及基础设计的特性，保证建筑工程的安全和使用功能的要求。

2、高层建筑工程桩基础的设计

2.1刚性桩基设计

在实际设计中，需结合建筑物实际结构、施工外部条件以及工程地质情况，通过综合考量与分析后，最终确定桩的参数与类型。首先确定承台的尺寸及埋深，然后确定桩基的平面布局、数量与类型，最后对桩基当中各桩所承受荷载是否大于单桩承载力进行验算。还可依据实际需要，对群桩基地基强度进行验算。

2.2变动刚度的设计细则

2.2.1调整桩土支撑刚度。将调整的桩土的支撑刚度作为设计原则，由地质条件、荷载以及上部的结构进行布局，并要充分考虑到它们之间的联系和相互作用，采取强弱结合的方式，将增沉和减沉相结合，通过这种刚柔并重，整体协调的方式，针对具体的情况，采取差异沉降，将承台的内力尽量减小。对桩土支撑的刚度，实际的操作中要进行充分严密的度量。对于单桩，桩的承载力与其支撑的刚度呈现正相关性，而群桩，由于支撑的刚度，随着桩数量的增加以及桩距的减小而不断降低，会产生群桩效应。

2.2.2剪力墙结构的变刚度设计。对于剪力墙结构而言，它的整体刚度较好，并且荷载会通过墙体传输给基础，呈现均匀地分布。而对于荷载较大的楼梯间和电梯井，应该对布桩加以强化。在布桩时候，要将基桩布置在墙下，而墙体的交叉处和墙体的拐角处，更易于布桩，如果承台和基土之间没有脱空，也可以采用复合型桩基。

2.2.3桩基施工压桩力低于设计的承载力。某市建筑的高层建筑，采用D400型号的预应力管桩，要通过地质进行仔细地勘察，根据报告显示的单桩承载力是660KN，在进行试打桩试验时，四根桩连接起来最大压桩力是300KN，相比于承载力，要小很多。经过设计者的研究分析，各土层的设计也都与建筑要求相符合，并且周边工程的地质勘察结果也都显示出准确的结果。

2.3减沉桩基设计

减沉桩设计是按基础的沉降量来确定桩基参数，在基础中桩主要起控制沉降的作用。主要应用于天然地基的强度能满足设计荷载要求，但沉降大的情况，基本思想：①充分利用天然地基的承载力；②充分发挥桩对地基沉降的控制作用，极大限度的利用单桩的承载力；③尽量发挥天然地基和桩基础的作用，使桩间距较大。

2.4高层建筑地下室挡土墙设计

高层建筑由于地下建筑功能的需要和结构基础埋深的要求，地下室一般均埋深较大，地下挡土墙的设计应注意除了满足竖向和抗震承载力要求外，还应该考虑满足外侧挡土、过车、防水等水平荷载的计算设计和构造要求。

3、高层建筑施工中桩基础的施工技术探讨

3.1灌注桩施工技术

相对于人工挖孔桩的基础技术来说，灌注桩是现阶段高层建筑工程施工中桩基础施工中最为常用的施工技术，灌注桩通常要在正确点位上钻孔，将钢筋和混凝土填入钻孔中，主要方法有钻孔、挖孔、沉管成孔及干作业成孔等。在孔桩完成后，将钢筋放入其中，进行混凝土浇筑，混凝土凝结后就形成了灌注桩。在施工时应当准确测量庄孔之间的距离，保证相近的桩孔不会出现相互干扰的情况，此外还需确保钻孔成孔阶段，其深度、垂直度等参数可以满足实际需求，以便发挥钻孔灌注桩施工技术的最大性能。

3.2预制桩的施工要点

在预制桩施工过程中，可以通过多种方式来将桩体打入到相应的点位，在高层建筑桩基础施工过程中，預制桩施工技术发挥着非常重要的作用。在实际施工过程中，利用静压入桩方式是当前预制桩施工过程中较为常采用的方法。在具体施工开始之前，需要由施工人员对入桩路线进行准确核实，对可能影响入桩的不利因素进行消除和规避，确保入桩施工的顺利进行，尽量避免挤土、桩基上溢和地基上溢等现象的发生。在具体压桩过程中，还要对桩基采取相应的措施加以保护，同时还要与压桩速度和抗剪预应力有效结合，对下压速度进行有效控制。并对桩下压过程中产生的抗剪预应力进行有效释放，以此来顺利完成压桩施工作业。在具体压桩过程中，预应力桩基下段钢筋要与预留孔对准，确保施工的规范性，有效的保证基础工程的施工质量。最后，还需要严格按照具体的施工标准和规范要求来对预制桩施工进行检查，确保整个施工过程与具体的施工方案和设计规范相符，一旦在检查过程中发现质量问题要及时进行处理，确保整个施工的质量。

结束语

高层建筑的地基基础设计是一项复杂而重要的系统工程，作为建筑结构设计工作中，必须在工程实践中不断总结经验、不断学习新技术新方法、不断研究和创新，综合考虑各方面环节和因素，才能不断提高设计质量和水平，才能满足结构安全性和经济性的要求。

【参考文献】：

[1]刘健鑫.高层建筑结构地下室和基础设计应注意的问题[J].山西建筑，2011，24（4）

[2]季强.桩基础施工技术在建筑工程中的应用[J].四川建材，2016，42（1）：202～203.

作者简介：吴利梅 （1966.02），女，汉族，山东省济南市人，本科，工作主要方向：建筑工程质量监督管理。