雷蕾
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摘要:建筑结构中桩基础设计将影响整个建筑施工质量。因而,为保证建筑安全性及稳定性,设计人员需加强桩基础设计。从桩基础的特点作为切入点,分析桩基础的设计要点。
关键词:建筑结构桩基设计;问题;对策;分析
1建筑桩基工程概述
1.1钻孔灌注桩。
钻孔灌注桩是建筑桩较为基础的种类,主要运用钻孔技术并在孔中放置钢筋笼,之后利用混凝土对其进行浇筑完成施工。钻孔灌注桩有其自身的技术特点,具有施工噪声和振动比较小,能够建造比预制桩的直径大的多的桩,在多种地基上都可以使用等优势。首先要成孔,然后成桩,施工人员需要结合实际情况确定正确的桩的形式。钻孔灌注桩也有不足之处,其单桩承载力在很大程度上受到施工质量影响。因此,在施工作业中,更要保证钻孔施工的质量和安全,确保成孔更加牢固,避免孔位发生偏移等现象影响灌桩浇筑质量。另外,还可以利用桩机将支撑面积增大,确保其成孔质量。
1.2人工挖孔桩。
所谓人工挖孔桩也就是靠人工进行挖孔桩,这种方法有着良好的施工效益,但是需要消耗大量的人力资源,虽然浪费掉了大量的人力,但不会对周边的生态环境造成影响,所消耗的成本也不高。这种技术目前比较经济实惠,是当前我国建筑工程中使用最多的一种施工方法。而通过人工进行作业,可以增大桩基地,可以及时的对地下水的走向进行合理的判断,决定是否继续向前开挖,及时的确定出需要开挖的范围,最后向内灌入混凝土,有效保证建筑工程的桩基质量。
1.3静压力桩。
顾名思义,所谓的静压力桩即为使用桩架的本身质量以及建筑物的向下压力所制成桩基的一种方法,这种方式能够保证桩基的位置准确,且工艺具备无噪音的特点,其产生的向下震动感也不会较为明显,操作也较为简易。最后,静压力桩的方式是所有方式中成本最低的一类,在小型建筑物的结构设计中应用最为广泛。
2桩基的设计与计算的常见问题
2.1桩基打压难以到达设计位置。
在桩基的设计过程中,需要考虑多方面的因素,要根据周围环境的改变对桩基的设计方案及时的做出调整。根据有关的调查资料显示,在实际的建筑过程中,桩基往往很难到达准确的设计深度,此情况多出现于预制管桩,但有时也在灌注桩中出现,这种现象出现的主要原因有以下两种:首先是在设计过程中,没有对周围的环境做出充分的调查,没有考虑地质的情况,并且在工程实施前进行试验活动,桩基的各项参数指标没有满足周围的环境需要;第二点是土壤的结构不能满足桩基的需求,这种现象出现的主要原因是土壤内部的岩石会阻止桩基的进入,导致桩基不能到达指定的位置。一般来说,工程的参与人员会想出相应的解决方案,使得桩基能够到达准确的位置,操作人员会采用各种方案减少地下水的压力对工程的影响,同时,利用打孔的方法平衡内外的压强,减少压力对桩基的影响。
2.2单根桩体极限纵向承载力的计算。
在桩基的设计过程中,不仅要充分的考虑周围环境的影响,也要充分的研究桩基本身的承载能力。根据有关的调查资料显示,一般来说,相关的设计人员通过学习《建筑地基基础设计规范》对桩基情况进行基本掌握,同时,对工程的整体进行研究,寻找相似情况的工程项目,根据等级的不同采取不同的设计方案,例如,甲级和乙级的桩基采取同样的方案,都是通过静载实验的方法算出最大的承载量;丙级和简单的乙级通常采取的实验方法是结合原位的方法,根据等级的不同采取不同的实验方法。
2.3桩体偏差的设计与控制。
在桩体进行设计时,不仅要确保桩体可以到达准确的位置,如何在打压过程中也可以确保桩体位置的不变是现在相关的设计人员主要考虑的问题之一。在桩体的设计过程中,相关人员主要考虑的问题就是桩体的偏差会对建筑工程的实行造成多大的影响以及后续的弥补措施。根据有关的资料显示,在建筑物的工程推进中,当承台桩和条形桩因为各种各样的原因出现偏差时,会对桩基的整体使用产生影响,严重时,会对建筑的工程推进产生不好的影响。现阶段,相关的设计人员主要依据的规范是《建筑桩基技术规范要求》(JGJ94-94),根据《要求》对桩体进行设计,进行初步的误差分析,最大程度的确保工程可以顺利推进,减少突发情况的发生。
3进桩基设计完善的措施
3.1确定基础桩基的规模。
为了确保完成基础桩基之后,桩基达到最终预期的效果,必须决定好基础桩基的规模范围。例如桩基的长度和宽度以及高度和桩体的横截面积等等基础问题。将这些基础桩基的规格确定之后,还要全面了解桩基基础在建筑施工时的实际应用情况,严格仔细的算出每一项指标,除了这些还要对施工现场进行全面的分析,详细了解基础桩基的支撑力和强度等指标,确保桩基基础的质量达到质量标准。
3.2桩土复合计算桩基设计。
不仅仅要考虑到单根桩体的承载能力,还需要考虑到它们组成的整体群落是否符合建筑需求通过有限元法的应用,可以比较容易地计算出单根桩体的性能,然而考虑到建筑施的整体结构,还需要从宏观方面研究桩体群落的承载能力,保证桩基在承受建筑上层较大荷载的同时,受力变形在施工允许范围之内所以有必要通过桩土复合计算模式对桩体群落进行设计和分析,在有限元计算单根桩体的基础上,通过连续的计算处理即可以完成桩土复合计算模式的工作任务我们可以将有限元法各离散单元的跨度适当增大,减少其细化的程度,以便减少对群桩的模拟计算量,提升工作效率。在实际计算过程中,可能会遇到桩基的沉降效果不满足实际载荷需求的问题,其主要原因是在桩基计算设计阶段没有充分得出桩基施工与承载力间的关系,所以为了加强对于沉降量的控制,可以将垂直于桩基础轴线的桩土作为各向同性材料,并根据桩体和土体弹性模量与泊松比相互复合形成新的各向同性材料参数,最后利用该等效材料参数完成群桩的载荷沉降分析工作。
3.3结构设计。
依据桩的直径、材料、承载力、功能等等不同的情况,桩基础在选择单个桩时有十分广泛的选择面。结构设计可以考虑一下几个方面:第一,若是施工建筑高度在100米以上,对于沉降和承载方面的要求较高时,可以选择桩筏结构。若是持力层较深,桩体的长度较长,所计算出的承载力也较高,那么如果可以在墙下布桩,则可以优先和私用墙、柱下布桩,否则便选择均匀等间距基础。第二,设计必须考虑到桩基础的筏板厚度、荷载力,以及建筑自身的沉降问题等许多要点。为了能够有效提升承载度,可以应用弹性地基粱,将其作为相关计算的基础,做到对上层建筑压力的分散,并且能够有效降低桩基础的变形以及压力。这一计算过程需要考虑到这两个因素:桩体自身刚度、房屋上层机构。
4结语
对于建筑结构而言,桩基础尤为重要,若是桩基础的承载力不足,则会使上部结构受到影响。为此,当建筑结构选择桩基础时,必须采取合理可行的方法和措施,确保设计质量,从而使桩基础的作用得以最大限度地发挥,提高建筑结构的整体稳定性。
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