在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，布樁方案的合理性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)傳遞效率與工程經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前主流布樁方式中，矩形與三角形布樁因其幾何特性差異，呈現(xiàn)出顯著不同的技術(shù)特征。

PART.01 矩形布樁

矩形布樁憑借標(biāo)準(zhǔn)化建模、靜力計(jì)算便捷、傳力路徑明確等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已成為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的經(jīng)典方案。其具體實(shí)施可分為兩類(lèi)：

第一類(lèi)為樁位軸線(xiàn)與承臺(tái)邊平行，典型應(yīng)用如為4、6、8、9樁承臺(tái)矩形布樁形式：

第二類(lèi)采用樁位軸線(xiàn)與承臺(tái)邊成45°夾角，這種矩形布置形式增加了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的靈活性，典型應(yīng)用為5、7、8樁承臺(tái)形式：

在以上承臺(tái)樁布置示例中，8樁承臺(tái)同時(shí)適用于2種矩形布樁形式，實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)如何采用呢？

平行承臺(tái)邊布樁時(shí)，承臺(tái)平面面積小、懸挑跨度大、承臺(tái)高度高；而與承臺(tái)邊成45度角布樁時(shí)，平面面積大、懸挑跨度小、承臺(tái)高度低。兩種方式各有特點(diǎn)，一般情況下，選用原則主要考慮兩個(gè)方面：

① 與周邊承臺(tái)布置條件匹配，如平面空間受限影響施工等；

② 根據(jù)承臺(tái)布置的綜合經(jīng)濟(jì)性確定。

此類(lèi)情況并不僅限8樁承臺(tái)，5樁7樁等承臺(tái)均存在這樣的情況，本文暫不作展開(kāi)分析，感興趣的朋友可以進(jìn)一步深入研究。

PART.02 三角形布樁-應(yīng)用一

矩形布樁也存在一定的局限性。在空間有限的情況下，矩形布樁的效率會(huì)降低，甚至無(wú)法布置足夠數(shù)量的樁，進(jìn)而影響樁基的整體承載力。

相比之下，三角形布樁在很多方面展現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，其中最主要一點(diǎn)就是平面利用效率。以11.5×10m承臺(tái)為例（樁徑d=500mm，中心距3d=1500mm）：矩形布樁按行列式排布可容納56根樁（圖3a）；而三角形布樁通過(guò)錯(cuò)位排列（圖3b），利用六邊形密堆原理將樁數(shù)提升至60根，平面利用率提高7%。

在相同的承臺(tái)面積范圍內(nèi)，三角形布樁方式比矩形布樁方式可以布置更多數(shù)量的樁，這也就意味著三角形布樁的樁基總承載力更高。另一方面，相同樁數(shù)情況下，承臺(tái)的平面尺寸更小，承臺(tái)抗剪、抗沖切的截面高度更低，能夠節(jié)省建筑材料，降低成本。

PART.03 三角形布樁-應(yīng)用二

三角形布樁另一個(gè)效率更高的場(chǎng)景是在復(fù)合地基中的應(yīng)用，這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)時(shí)往往被忽視。

CFG 復(fù)合地基具有樁徑小、用樁數(shù)量多的特點(diǎn)，其素混凝土樁徑一般為 400mm。由于三角形布樁的置換率 m 較矩形布樁更高，因此可以帶來(lái)以下優(yōu)勢(shì)：

① 相同樁數(shù)情況下，獨(dú)基平面尺寸更??；

② 置換率m更高，所以復(fù)合地基承載力更高，獨(dú)基平面尺寸可進(jìn)一步減??；

③ 獨(dú)基尺寸減小后，獨(dú)基抗剪、抗沖切更容易計(jì)算通過(guò)，獨(dú)基高度可進(jìn)一步降低。

所以，三角形布樁在復(fù)合地基中的應(yīng)用中，布樁數(shù)量、獨(dú)基尺寸具有相互迭代疊加的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)。

PART.04 應(yīng)用案例

我司西安某 5 層框架辦公樓項(xiàng)目，塔樓基礎(chǔ)采用柱下局部范圍 CFG 地基處理方案，素混凝土樁徑為 400mm，原方案樁間距為 1.4m，復(fù)合地基承載力為 490kPa。

我司優(yōu)化前后相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比如圖4所示，優(yōu)化前后平面示意分別如圖5a、圖5b所示。

優(yōu)化前后平面示意如下：

從上述對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，在減小樁間距的情況下，地基承載力提高了14.3%，獨(dú)基平面尺寸減小了31.4%，獨(dú)基混凝土量減小37.2%，布置調(diào)整帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益顯著。

結(jié)語(yǔ)：

三角形布樁在布置數(shù)量、樁基承載力、承臺(tái)尺寸及成本控制等方面優(yōu)勢(shì)明顯。在實(shí)際基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，工程師們應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選用布樁方式，讓三角形布樁的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，為建筑項(xiàng)目筑牢堅(jiān)實(shí)根基 。

▌作者：同辰建筑 張帆

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