宋维哲
中国建筑第二工程局有限公司 北京 101149
摘要：在当前建筑工程项目中，桩基是影响建筑物性能的关键，决定了建筑物的稳定性。但是在实际上，在部分建筑项目的结构设计中，桩基设计一直没有得到相关人员的关注，导致桩基性能不达标，留下了潜在的质量安全隐患。所以针对这一问题，必须要深入了解建筑结中桩基设计的相关要求，最终为全面提高建筑物设计质量奠定基础。鉴于此，文章对建筑结构设计中桩基设计优化方法进行了研究，以供参考。
关键词：建筑工程；桩基础设计；要点研究
1建筑工程中桩基础施工技术应用的重要性
从我国建筑工程项目的整体构成来看，桩身是建筑工程地面主体部分与地下地基部分直接接触的重要组成部分，大部分桩基都是处于地下的，这就是在实际建设中我们能够看到的低承台桩基。还有一部分桩基的大部分结构位于地下，另一部分则是位于地面之上，这种形式的桩基称之为高承台桩基，由于高承台桩基的桩身是同时位于地下和地上的，那么，在应用高承台桩基时就大大提升了建筑的地基部分与地面部分的主体建筑连接的紧密性。现阶段在我国的高层建筑项目中，高承台桩基这种形式的应用较为广泛，项目的设计人员为了更好地保证高层建筑结构的安全性和稳定性，其往往都会选择高承台桩基。另外，在建筑工程土建施工过程中，采用高承台建筑还能够更好地保证地面建筑的牢固性，同时也能够提升地面建筑的抗风和抗震性能。所以，在建筑工程的建设过程中，桩基础的使用应是最基础的内容，即使是在建筑项目的竣工和应用阶段，桩基础也是有着重要作用的，施工企业应对桩基础施工技术相关的具体内容进行深入的研究。
2建筑结构设计中桩基设计的现状分析
在当前我国各个建筑工程的结构设计过程中，桩基设计都受到了较好的关注。但是结合实际情况来看，有相当一部分建筑工程的桩基设计还面临一定的问题，使得整个设计体系现状还不容乐观。结合具体的设计施工现状来看，部分工程的桩基并没有打压到设计标准的位置，同时针对于单个桩基的承载力计算还存在一定的不足。这些问题都给建筑结构设计工作带来了一定的阻碍，甚至使得建筑工程项目存在本可以避免的安全隐患。在这种情况下，我国各个建筑工程设计就应该能够做好桩基设计工作的全面分析，并能够通过各类可行的方式提高桩基设计的成效。
3进行桩基设计完善的措施
3.1对施工现场进行全面勘察
在设计工作正式开展前，设计单位相关工作人员应掌握现场的环境、土质等自然情况，与此同时，还应当将施工现场周边环境纳入重点勘察范围内，尤其是土壤及气候条件等，都应当精准掌控。通过积极融入勘察经验，对勘察报告进行完善，另外，还需要以工程实际情况为主导，加大分析及研究力度，不放过任何一个细节，在形成对勘察现场实际情况的全面了解后，明确地基条件，为后续提高地基稳定性，或者是改善不良地质提供必要的数据支持，尤其针对软弱地基处理应当提供更为有效的参考依据。
3.2加强数学函数有限元法的应用
当前在桩基设计的过程中有限元法的应用比较广泛，有限元法能够将集合内的元素进行合理的分割，然后进行近似方程或者是函数的计算。有限元法的计算方式能够满足不同的桩基设计的计算需求，并且通过有限元法的应用也能够使设计人员获取桩体几何信息的效率得到提升，所以在进行桩基承载力的计算过程中有限元法的作用非常重要。相较于过往的设计与计算方法，有限元法的出现能够更为精准地表现出桩基的实际状态。
过往的建筑设计的流程之中，由于重视程度不足所以针对桩基以及土地结构的作用力的计算工作上，往往以相对较为简易的方式推进，通常技术人员仅仅采用文克尔假定法完成对土地受力分析的计算任务。在计算的流程之中，只需要针对桩基打压的下方土层展开最为主要的计算工作。但在实际建筑物的使用过程之中，土地产生形变的原因并非只有上述一类条件，土地变形与其荷载实际上成正比关系。该计算方法尽管相对较为高效、快捷，但其误差的情况较大。尤其是针对规模较大的建筑物，将无法客观地反馈流程，使得进化的结果出现较大误差。
3.3提高桩土符合计算结果的准确度
桩基设计的流程之中，需要注意不能仅仅对单个桩基的承载力进行计算，而是要从整体出发确保整个地基群落的性能，有限元法的计算方式能够对单根桩基的性能参数进行分析，而为了从根本上对地基结构发挥作用，需要以全体的承载力进行计算，需要以随机应变的方式应对桩基结构的变化。桩体整体群落承载力的计算流程之中，要以复合计算的方式进行相应的流程，该模式的运作是建立在单独的桩基展开计算为基础的，通过不同的运算方式与法则，进行复合化的计算流程，达到整体结构的强度计算。为了进一步提升运算的效率以及效果，在原有基础上可进行离散单元的跨度整体计算工作，减少模拟计算量，达到快速计算的目的。根据以往的经验来看，部分规模相对较小的桩基会出现沉降效果与预期不符合的问题，而这一不足大多是由于在进行桩基计算的时候，桩基施工与承载力之间的比例没有计算正确。为了有效避免这一问题的发生，就需要利用好地基结构中针对“土体弹性模量”与泊松比相互结合的方式，做好材料参数的荷载沉降。
3.4优化桩体基础结构设计
依据不同的建筑工程施工需求，桩承台基础结构在建筑高度较低、上部荷载较小的乙丙级桩基的设计当中，若建筑高度在100m以上，则对桩体的承载力和沉降设计提出了较高的要求，为此，施工人员可以采取桩筏基础结构。若桩的持力层较深，桩的长度较长，则桩基的承载力较大，在墙柱下布设桩结构时要先选择桩筏基础，或者可采用间距相等的桩筏基础。桩筏基础的施工过程之中，要以荷载结构出发进行考量，同时同步将厚度、建筑物的沉降量等纳入计算的考虑范围之内。为了提升结果的准确性，大多需要以弹性的脊梁作为运算的第一步骤，只有降低了地基结构的梁变形情况，才能减少压力。计算的时候需要完成上层结构压力与桩体竖向结构的刚度分析，对此要一定程度上做好上层结构压力的分析，对桩筏基础进行针对性地设计作业，使得大平面的刚度得到保证，使得沉降不均匀或受力不平均的问题解决，优化结构。在地基结构的内部计算过程之中，要适度减少针对桩基内部的配筋，使得工程发挥最大程度上的价值。此外，桩体的安装方向也会不同程度上影响整个结构的变化，尤其是对承载力上限有一个明确的影响，所以需要以国家相关法律规章制度以及标准进行设计，如果技术人员私自提升厚度，也会对建筑物的使用带来一定的安全隐患。
结语
综上所述，桩基设计在建筑结构体系中有着非常重要的地位，需要相关设计人员能够结合实际情况进行全面分析，才能保证桩基设计的合理性与稳固性。这也需要相关设计人员能够在平时不断提高自身的综合素养，积极使用有限元等各类信息化技术，对于桩基结构设计的合理性进行全面的分析与探讨，同时还要重视对设计计算过程的验算与校核，避免部分设计计算过程出现疏漏。为了保证整体结构设计的合理性，相关技术人员也应该对施工现场进行全面调研，并收集水文地质等各个方面的信息，不断完成基础结构的设计优化。这样以后，桩基设计的最终质量才能够得到有效的保证，切实提高建筑结构设计的整体水平。
参考文献
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[2]李洪涛.建筑结构设计中桩基设计方法及实例分析[J].建筑技术开发，2019，46（08）：3-4.