基礎工程是建築工程中的重要組成部分，直接影響到整個建築的質量和安全，以下是小編蒐集整理的一篇探究高層建築結構樁基礎的論文範文，供大家閱讀參考。
前言
樁基礎是高層建築的重要組成部分，樁基礎的設計水平直接影響到整個高層建築的結構安全，所以樁基礎要具有良好的穩定性以及沉降性能，在承受巨大荷載的情況下，能夠保證整個建築的穩定性。根據地質條件的不同，高層建築的高度以及各種因素的限制，樁基礎的設計方案也不相同，在軟弱地基中，樁基礎應用的比較廣泛，也是比較古老的基礎形式。在進行樁基礎設計的過程中，一定要做好施工現場的勘察檢測工作，只有在充分的瞭解各項資料之後，才能夠設計出科學合理的方案，爲高層建築的安全性打下堅實的基礎。
1高層建築結構樁基礎的分析
1.1樁基礎設計與工程應用現狀
樁基礎設計是整個高層建築結構的基礎部分，所以只有在樁基礎施工完成後，才能夠進行上層建築的施工，樁基礎設計不僅關乎整個工程的施工質量、安全性，對於施工進度還有很大的影響。目前使用比較多的是豎向荷載作用下的樁基礎，在豎向荷載的作用下，樁與土之間會相互作用，對於樁基的設計會產生很大的影響。在以往的樁基礎工程設計中，試樁和靜載試驗的結果都無法滿足設計的要求標準，設計師在對設計參數進行調整之後，意圖透過加密樁的方式來進行調整，這種情況下，靜載的`試驗結果會高於設計標準很多，雖然在安全性方面可以保證，但是經濟系數卻大大的提高。這種矛盾的現象需要不斷的改善，如果超過設計的標準太多就需要重新進行試樁，但是建設的週期也相應的延長，會影響到整個工程的建設進度。如果在靜載試驗結果出來之後再進行樁基的設計工作，既不利於建設週期，同時也無法滿足建設的標準。所以目前急需解決的就是如何縮短靜載試驗與試樁設計之間的差距，並且對單樁靜載試驗的結果進行進一步研究，儘量將各項參數預估的更加精確。
1.2樁基礎簡化設計分析
由於高層建築龐大的工程會對基礎部分造成巨大的作用，所以基礎工程需要能夠程序較大的荷載，埋深都較大。而在現階段，在很多的高層建築中，都會有人防工程或者是地下停車場等結構需求，所以在進行基礎工程施工時，需要耗費大量的材料，並且施工技術比較複雜，耗費的工期較長。一般情況下，能夠直接建設在堅硬岩石上的建築並不多，所以大部分的基礎工程都會採用鋼筋混凝土片筏式基礎、箱形基礎以及樁基礎。由於樁基礎的承載力較大，具有良好的穩定性，並且在沉降差較小的情況能夠保持的比較均勻，這些特點都決定了其能夠承受較強的水平力以及上拔力，在動荷載方面的性能較好，所以在基礎工程中應用的比較廣泛。
在高層建築結構中，上部結構與基礎之間會相互產生作用力，從這個問題來看，在傳統的計算中存在很多的假定，都可以利用在樁和土之間的作用力上。在傳統的設計算法中有一種Winker的假定，這種假定主要是針對地基的反力系數法，其中把土體對樁造成的反力作用簡化成單純的反力系數作用於樁上，這是傳統設計算法中針對於樁土作用力問題在理論層面從沒有透過的。高層建築中各個部分之間產生的作用力，應該將樁、土以及結構作爲一個整體來進行考慮。透過上述分析可知，如果利用傳統的設計算計來解決現實中的這些問題還具有很大的困難。而從目前的現狀來看，就分析的手法而定，還有有限元法的前景比較廣闊，透過有限元數值模型能夠對土體材料性質的空間差異性、力學響應的非線性，複雜的幾何邊界條件等進行詳細的分析，並且還可以透過數值技術對施工過程進行模擬，將施工過程中可能會遇到的各種耦合性因素都模擬出來，在編程以及電算方面都具有較強的效率，並且簡化了樁基礎設計的工作量，具有很強的現實意義。
2高層建築結構樁基礎簡化設計措施
2.1“樁土分離模式”進行單樁簡化
在進行單樁計算時，可以透過有限元分析來達到簡化的目的。因爲傳統的結構設計計算方法採用的都是不同程度迴避樁土結構間的相互作用，對其不做過多的考慮。比如使用地基反力系數法把土地對樁的反作用力等複雜因素透過Winker進行假定，認爲其僅僅爲單純的反力系數作用於樁上。而有限元分析卻可以綜合考慮這些客觀存在的事實條件。它可以對力學響應的非線性、土地材料性質的空間差異性和比較複雜的幾何邊界條件進行綜合分析等，不僅求解力學問題簡便，同時便於二次開發，相較傳統的計算理論有明顯的優勢。
因此，對單樁的簡化分析採取的是將樁和土分別劃分單元的方法，要注意這兩種單元也不是固定不變的，在它們其中還可以細化設定單元。在利用有限元進行單樁簡化分析時，要特別注意單元尺寸的選取對計算結構的影響。其實有時候，單元數量會劃分的特別巨大，從而造成計算的困難，因此在實際操作中，可以適當刪繁就簡，抓住主要部分，以提高工作效率。
2.2“樁土複合模式”進行羣樁簡化
在進行計算時，可以透過有限元分析的方法來模擬樁的沉降和荷載關係，以達到簡化算法的目的。在實際中，透過羣樁基礎規範法計算出來的沉降和實際荷載作用下的沉降相比，其值要大得多。爲了儘量使其值接近且簡化運算，可以採用將垂直於樁軸線的樁土的共同作用的平面作爲各向同性的面，把樁土三維結構體系作爲橫觀各向同性體。依據樁土各自的彈性模量和泊松比以及樁土這兩種材料複合成新的橫觀各向同性體的九個材料參數(其中只有五個材料參數是獨立的)，用等效複合體模型計算樁土荷載沉降反應分析。同時要注意羣樁上面作用荷載的特點與單樁靜力試樁有很大的差別，這點不在贅述。對計算的簡化，可以透過下面的方法來達到：把等效複合體模型的參數計算編成程序，修改樁、土的五個參數，在matlab軟件上執行即可得到複合模型的九個參數。計算時需注意xoz平面是各向同性的平面。因此，在實際中可以證明，該種方法模擬的樁基沉降，比着規範上要精確許多，在工程實測中有重要的現實意義。
3結束語
基礎工程是建築工程中的重要組成部分，直接影響到整個建築的質量和安全，尤其是對於高層建築來講，基礎工程更爲重要，因爲其要承受巨大的荷載以及各種作用力。樁基礎是基礎工程施工形式的一種，在高層建築中應用的比較廣泛，因爲其具有較強的穩定性，沉降性能好，在各種力矩的作用下，都能夠保證高層建築的安全性，所以樁基礎的設計非常重要。隨着建築工程的不斷髮展，對於樁基礎的設計要求越來越高，所以要充分的利用先進的理念和技術，提高樁基礎的設計水平，爲建築工程的長久發展創造有利的條件。
參考文獻
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