土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的樁基設(shè)計與抗震設(shè)計探究

【摘要】土建工程是一個新的學(xué)科，能夠很好的滿足人們的基本生活需要和要求，但是隨著工程的逐步推進(jìn)，設(shè)計理念發(fā)生了很大變化，結(jié)構(gòu)設(shè)計是土建工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，其中樁基抗震設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，但是現(xiàn)在這兩項(xiàng)設(shè)計存在一些方面問題。所以要采取相應(yīng)措施加強(qiáng)樁基和抗震設(shè)計，確保整個土建工程的質(zhì)量。本文主要對土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的樁基設(shè)計與抗震設(shè)計進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】土建工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；樁基設(shè)計；抗震設(shè)計

1、前言

近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國房地產(chǎn)行業(yè)正在持續(xù)增長，在這樣的形勢下各種新技術(shù)和工藝不斷涌現(xiàn)出來，其中樁基和抗震設(shè)計在土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用可以大幅度對結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行改變，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，提升工程的抗震性能和質(zhì)量，從而保證其在激烈市場環(huán)境下獲取利益，促進(jìn)整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2、加強(qiáng)樁基設(shè)計與抗震設(shè)計的必要性

對于土建工程來說樁基是保證質(zhì)量的關(guān)鍵，起著至關(guān)重要的作用，也從根本上保證土建結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，因此一定要加強(qiáng)樁基設(shè)計。同時在我國絕大部分面積都在大陸，只有很少部分的人生活在板塊交接地帶，并且我國土建工程在初期階段沒有重視抗震設(shè)計，施工研究也較少，例如：唐山和汶川大地震都給人們的生命財產(chǎn)安全造成非常嚴(yán)重的危害，這樣就說明我國也是會發(fā)生地震的，因此必須嚴(yán)格按照國家建筑抗震設(shè)計的相關(guān)規(guī)范和要求進(jìn)行抗震設(shè)計。

3、樁基設(shè)計與抗震設(shè)計存在的問題分析

3.1抗震設(shè)計中的問題

（1）針對建筑高度，從目前的現(xiàn)狀看，在我國絕大多數(shù)土建工程都有抗震設(shè)計問題存在，這主要是因?yàn)榻ㄖ叨缺认嚓P(guān)規(guī)范規(guī)定出來的高度引起的。同時伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，在發(fā)展中就需要資源來對供應(yīng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但是由于地球所擁有的資源是有限的，這樣在獲取資源時需要付出的成本就不斷增多。那么作為相關(guān)工作人員要想獲取最大利益就要不斷增加建筑高度，其中建筑高度越高，重心就會逐漸升高，使得穩(wěn)定性降低，這樣土木建筑就存在一些方面的安全隱患，此時倘若發(fā)生地震就非常容易引起建筑坍塌現(xiàn)象。

（2）針對結(jié)構(gòu)體系，土建工程的結(jié)構(gòu)體系主要是通過利用梁柱作為建筑物的支撐部件，隨后在主要框架結(jié)構(gòu)的前提下填充，可是隨著建筑高層的不斷增加，促使梁柱等構(gòu)件在橫向負(fù)荷的作用下剪力和彎矩變大，最后造成高層建筑在進(jìn)行平面設(shè)計和施工的時候具有非常嚴(yán)重的影響。對此在對整個工程進(jìn)行框架設(shè)計時，建筑層數(shù)受到制約。

3.2樁基設(shè)計中的問題分析

在設(shè)計土建工程樁基中，通過很多年的發(fā)展取得了明顯的成功和效果，這可以很大程度推動土建工程的發(fā)展。可是在我國范圍內(nèi)由于樁基設(shè)計起步較晚，就促使樁基設(shè)計和施工有很多方面的問題需要解決，問題為：只可以滿足樁基最大荷載，對樁基沉降的計算與實(shí)際情況很難進(jìn)行協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，該問題主要由以下兩個方面的原因造成。

（1）在設(shè)計樁基時由于地基條件存在一定程度的區(qū)別，就造成樁基荷載水平與設(shè)計初期階段預(yù)算要高些，那么在開展樁基設(shè)計工作時與支撐能力的相關(guān)要求不相符合。

（2）受到地面土層的影響。有一部分地面因?yàn)楹沉亢秃坎幌鄥f(xié)調(diào)，就促使一部分樁基在施工的時候地下基礎(chǔ)不夠牢固，樁基沒有辦法與質(zhì)量要求相符合，這樣即使有一些樁基施工了，也有可能出現(xiàn)地層不牢固的風(fēng)險。

4、土建工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的樁基設(shè)計與抗震設(shè)計要點(diǎn)分析

4.1對施工場地進(jìn)行合理選擇

關(guān)于土建結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行樁基和抗震設(shè)計工作時要對施工場地進(jìn)行認(rèn)真選擇，如果選擇不夠恰當(dāng)，就會使得整個建筑物的抗震力受到影響，與此同時隨著地震的發(fā)生有一部分地質(zhì)活動就出現(xiàn)，對此在進(jìn)行施工場地的時候，要將地質(zhì)勘察報告結(jié)果作為主要依據(jù)。

4.2基礎(chǔ)聯(lián)系梁設(shè)計優(yōu)化

在進(jìn)行樁基設(shè)計時要在單樁承臺90°角的位置進(jìn)行梁安裝，并且在安裝時對短向問題進(jìn)行考慮，針對單一擴(kuò)展類型的樁基，在施工中要處理好單一基礎(chǔ)與梁之間存在的間隔縫隙，采用混凝土做好填充工作，這樣就可以保證其與頂面對齊，隨后就可以進(jìn)行基礎(chǔ)梁澆筑的工程。通過上述的處理工作可以使得梁跨度有所減少，保證其與設(shè)計要求相符合。此外倘若將基礎(chǔ)與梁連接來對柱底彎矩進(jìn)行完善就需要根據(jù)框架梁的現(xiàn)狀科學(xué)合理的設(shè)計鋼筋和截面尺寸，并且在此狀況下要拉通處理所有梁的正彎矩剛勁，所在位置是1/2跨度；針對基礎(chǔ)連接梁框架柱的縱向鋼筋要通過箍筋方法加密和錨固，保證其與上層框架梁間協(xié)調(diào)一致。

4.3對土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行慎重選擇

第一對承載重力范圍進(jìn)行強(qiáng)化分析。在開展具體施工的時候要想對整體性、穩(wěn)定性以及安全性進(jìn)行保證，所以一定要對材料和構(gòu)件是不是出現(xiàn)變形情況進(jìn)行觀察，其是影響結(jié)構(gòu)整體和穩(wěn)定性能的重點(diǎn)。第二對結(jié)構(gòu)平面進(jìn)行設(shè)置，在進(jìn)行樁基和抗震設(shè)計的時候一定要采用抗震性能較好的平面，還要嚴(yán)格按照國家的相關(guān)規(guī)范開展設(shè)計工作，進(jìn)而就能大幅度提高數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度。第三對材料和硬度引起重視，在開展土建工作時抗震性受到施工材料強(qiáng)度和硬度的影響，此時倘若材料強(qiáng)度不足夠就會造成結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形情況，減少工程的抗震性。因此在土建工程中必須對結(jié)構(gòu)的樁基和抗震進(jìn)行合理設(shè)計。

4.4隔震層的設(shè)計要點(diǎn)

隔震層設(shè)計是土建結(jié)構(gòu)是非常重要的，其目的是減少地震破壞土建結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的設(shè)計中設(shè)計部分主要是進(jìn)行主體和基礎(chǔ)連接的部位，可是要想減少發(fā)生地震后給人們和社會帶來的破壞，還應(yīng)該在建筑物的頂部反面擺動隔震層，這樣即使發(fā)生地震反擺隔震層會進(jìn)行阻尼運(yùn)動，此時在地震加快速度的方向就形成了相反的加速度，那么兩者通過抵消就會大幅度降低地震的速度，有效避免因?yàn)榈卣鹨鸬慕ㄖ锸軗p現(xiàn)象?？墒窃摽拐鹪O(shè)計對設(shè)計人員有嚴(yán)格要求，要求對位置進(jìn)行合理設(shè)置和確定，進(jìn)而就能充分發(fā)揮其應(yīng)用的作用。

4.5剛度設(shè)計要點(diǎn)

在開展土建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的時候，剛度設(shè)計非常重要，首先在進(jìn)行材料選擇時要緊緊與鋼筋混凝土型號結(jié)合在一起，特別是通過利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙層加固的時候，明確鋼筋混凝土的剛度，這樣就能保證上層、下層阻尼比與剛度比例相同，不然就會給工程留下很大的安全隱患。其次對于結(jié)構(gòu)的側(cè)力體系應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定對抗震設(shè)計進(jìn)行加強(qiáng)，特別是要嚴(yán)格控制剛度，就能有效避免地震帶來的破壞力，對材料浪費(fèi)進(jìn)行減少。

結(jié)語：

綜上所述，就目前的現(xiàn)狀看，我國土建結(jié)構(gòu)抗震和樁基設(shè)計存在一系列問題，那么作為施工單位要嚴(yán)格根據(jù)樁基與抗震設(shè)計的要點(diǎn)開展工作，并且采取相應(yīng)措施對這些問題進(jìn)行應(yīng)對和解決，就能確保土建工程朝著向前不斷發(fā)展，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量和安全，保障整個行業(yè)的發(fā)展。

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作者簡介：

雷道威，中信建筑設(shè)計研究總院有限公司，湖北武漢。