土建工程結構設計中的樁基設計與抗震設計探究

文/雷道威 中信建筑設計研究總院有限公司 湖北武漢 430000

1、前言

近些年來，隨著經濟的迅猛發展，我國房地產行業正在持續增長，在這樣的形勢下各種新技術和工藝不斷涌現出來，其中樁基和抗震設計在土建工程結構設計中的應用可以大幅度對結構類型進行改變，增強結構的穩定性能，提升工程的抗震性能和質量，從而保證其在激烈市場環境下獲取利益，促進整個行業的持續發展。

2、加強樁基設計與抗震設計的必要性

對于土建工程來說樁基是保證質量的關鍵，起著至關重要的作用，也從根本上保證土建結構的穩定性和安全性，因此一定要加強樁基設計。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安全造成非常嚴重的危害，這樣就說明我國也是會發生地震的，因此必須嚴格按照國家建筑抗震設計的相關規范和要求進行抗震設計。

3、樁基設計與抗震設計存在的問題分析

3.1 抗震設計中的問題

（1）針對建筑高度，從目前的現狀看，在我國絕大多數土建工程都有抗震設計問題存在，這主要是因為建筑高度比相關規范規定出來的高度引起的。同時伴隨著社會經濟的迅猛發展，在發展中就需要資源來對供應進行實現，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，此時倘若發生地震就非常容易引起建筑坍塌現象。

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

3.2 樁基設計中的問題分析

在設計土建工程樁基中，通過很多年的發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展。可是在我國范圍內由于樁基設計起步較晚，就促使樁基設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際情況很難進行協調和統一，該問題主要由以下兩個方面的原因造成。

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

（2）受到地面土層的影響。有一部分地面因為含沙量和含水量不相協調，就促使一部分樁基在施工的時候地下基礎不夠牢固，樁基沒有辦法與質量要求相符合，這樣即使有一些樁基施工了，也有可能出現地層不牢固的風險。

4、土建工程結構設計中的樁基設計與抗震設計要點分析

4.1 對施工場地進行合理選擇

關于土建結構，在進行樁基和抗震設計工作時要對施工場地進行認真選擇，如果選擇不夠恰當，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生有一部分地質活動就出現，對此在進行施工場地的時候，要將地質勘察報告結果作為主要依據。

4.2 基礎聯系梁設計優化

在進行樁基設計時要在單樁承臺90°角的位置進行梁安裝，并且在安裝時對短向問題進行考慮，針對單一擴展類型的樁基，在施工中要處理好單一基礎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，隨后就可以進行基礎梁澆筑的工程。通過上述的處理工作可以使得梁跨度有所減少，保證其與設計要求相符合。此外倘若將基礎與梁連接來對柱底彎矩進行完善就需要根據框架梁的現狀科學合理的設計鋼筋和截面尺寸，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調一致。

4.3 對土建結構進行慎重選擇

第一對承載重力范圍進行強化分析。在開展具體施工的時候要想對整體性、穩定性以及安全性進行保證，所以一定要對材料和構件是不是出現變形情況進行觀察，其是影響結構整體和穩定性能的重點。第二對結構平面進行設置，在進行樁基和抗震設計的時候一定要采用抗震性能較好的平面，還要嚴格按照國家的相關規范開展設計工作，進而就能大幅度提高數據精準度。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度和硬度的影響，此時倘若材料強度不足夠就會造成結構出現變形情況，減少工程的抗震性。因此在土建工程中必須對結構的樁基和抗震進行合理設計。

4.4 隔震層的設計要點

隔震層設計是土建結構是非常重要的，其目的是減少地震破壞土建結構，在實際的設計中設計部分主要是進行主體和基礎連接的部位，可是要想減少發生地震后給人們和社會帶來的破壞，還應該在建筑物的頂部反面擺動隔震層，這樣即使發生地震反擺隔震層會進行阻尼運動，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，有效避免因為地震引起的建筑物受損現象。可是該抗震設計對設計人員有嚴格要求，要求對位置進行合理設置和確定，進而就能充分發揮其應用的作用。

4.5 剛度設計要點

在開展土建結構抗震設計的時候，剛度設計非常重要，首先在進行材料選擇時要緊緊與鋼筋混凝土型號結合在一起，特別是通過利用鋼結構進行雙層加固的時候，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。其次對于結構的側力體系應該嚴格按照相關規定對抗震設計進行加強，特別是要嚴格控制剛度，就能有效避免地震帶來的破壞力，對材料浪費進行減少。

結語：

綜上所述，就目前的現狀看，我國土建結構抗震和樁基設計存在一系列問題，那么作為施工單位要嚴格根據樁基與抗震設計的要點開展工作，并且采取相應措施對這些問題進行應對和解決，就能確保土建工程朝著向前不斷發展，保證結構質量和安全，保障整個行業的發展。