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建筑结构中桩基础设计分析傅晓炜

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年3月下作者：傅晓炜

[导读] 近些年，各方都十分重视建筑结构设计的质量，建筑结构设计质量的高低与实际项目建设质量息息相关。为避免一些不必要问题的发生，建筑设计师需要注重建筑结构的优化设计。但是，在其中桩基设计阶段，由于人为等因素的影响，经常会出现桩基结构设计不合理、结构不稳定等情况，导致桩基设计效果大打折扣，严重影响后续施工的顺利进行。

重庆中国建筑东北设计研究院有限公司傅晓炜 400000

摘要：近些年，各方都十分重视建筑结构设计的质量，建筑结构设计质量的高低与实际项目建设质量息息相关。为避免一些不必要问题的发生，建筑设计师需要注重建筑结构的优化设计。但是，在其中桩基设计阶段，由于人为等因素的影响，经常会出现桩基结构设计不合理、结构不稳定等情况，导致桩基设计效果大打折扣，严重影响后续施工的顺利进行。故此，建筑设计师还需要不断丰富自身素质能力，了解桩基设计要点，确保桩基础平面布置合理，提高桩基承载力等，从而提高桩基设计水平，达到预期的建筑结构设计目的。
关键词：建筑结构；桩基础设计；应用
        前言
        实际上，建筑结构设计时，大多要求设计师可以提高对于桩基设计环节的重视，因为这与桩基设计效果有关，更是对于建筑结构的可靠性具有较大的影响。要想确保整体建筑结构的安全，设计师就必须加强桩基设计知识的了解，结合自身经验以及实际要求开展进行桩基设计。不仅要保证桩基设计的合理性、科学性，还要注意桩基设计的可行性、经济性以及安全性，再选择适合的桩基技术，从而发挥出桩基设计的作用，使得建筑结构设计质量得到良好保障，更好地促进我国建筑设计行业的健康发展。
        1桩基础设计要求
        桩基础设计时，需要根据以下条件合理分析：工程地质勘查报告中的岩土力学性能指标、场地的不良地质情况、地下水位、场地类别和抗震设防烈度；上部建筑的结构类型、安全等级、平面布置、荷载情况；施工中的工期要求以及施工工艺的适用性和对周边环境的影响。结合上述条件我们就可以合理的确定桩基类型并计算出单桩承载力特征值，这是桩基础设计工作中最重要的一步。每个项目的桩基都需要针对其特点来分析设计，但是有一些原则具有通用性，比如尽量选取较硬的土层作为桩端持力层，同一结构单元宜采用近似的桩长，端承桩采用大直径或扩底桩更合理，摩擦桩采用细长桩更合理，群桩设计时要疏密结合，形心尽量与上部结构荷载中心接近等等。把握设计的基本原则，再依据规范中的各项规定，必能完成良好地完成桩基的设计内容。
        2建筑桩基础设计的特点
        桩基础通常由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台组成，桩基础可以穿过软弱土层将上部建筑物的重量转移到具有较高承载力的土壤上，以满足承载力和沉降要求，确保建筑物的稳定性。桩基础的主要特点如下：（1）高承载能力：桩基础在相对刚性的支撑层中，可以多柱承载也可以是单柱承载。建筑的重心较高，荷载也较高，桩基础必须可以承受所有荷载。（2）稳定性好：随着建筑越来越高，承受的风荷载也越来越高，而且在出现地震时，还将承受地震荷载。这就要求桩基础具有较好的稳定性。（3）沉降小：由于桩基础具有单桩或成多桩的高刚度，且持力层土质较好，因此即使对其施加较大载荷，沉降量也较小。（4）施工过程中易于机械化工作。
        3建筑施工中常见的桩基础类型
        3.1预制桩
        预制桩是指使用特殊机械设备将预先制作好的桩打入地下的过程。预制桩按其材质可分为钢筋混凝土预制桩、钢桩、木桩和复合桩。比如，钢筋混凝土预制桩：预制混凝土桩由于易于制造，良好的强度和高的耐腐蚀性而被广泛用。但是，噪音大，难以连接和切割桩。
        3.2灌注桩
        灌注桩是在建筑工地现场使用机械或人工就地成孔，在桩孔中放置钢筋笼，然后在孔中灌注混凝土形成桩。可以使用不同的打孔方法将灌注桩分为：泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩、干作业成孔灌注桩和沉管灌注桩等。

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        3.3人工挖孔桩
        人工挖孔桩也是众多桩基类型中的一种，主要是采用人工作业的方式进行挖孔成桩，通过采取人工挖孔桩施工办法，可以取得较为理想的施工效果。但是，这种桩基施工办法虽然成本支出较少，而且也不会影响周边环境，却所需人工作业量较大。由于该类桩基作业方法具有经济性、安全性以及可靠性的特点，所以具有较大的推广应用价值，在今后建筑施工中，施工作业人员可以尝试应用，进一步保证桩基施工质量过关。
        3.4静力压桩
        静力压桩也是常见的建筑桩基种类之一，主要利用自重、桩架的反作用力，促使桩在较短时间内进入地下，在整个过程中还能加强偏移度的控制，进而提高静力压桩作业效果。具体施工过程中，还技术还具有噪音效、震动不明显、工艺简单、成本较低的应用优势，方便作业人员进行广泛应用。
        4建筑结构设计中桩基设计要点
        4.1做好现场环境监测
        为做好建筑结构中的桩基设计工作，桩基设计人员需要加强现场环境的充分考量，以便提高桩基设计的科学性以及合理性，真正彰显桩基的重要作用，确保建筑结构整体的稳定性。为此，建筑单位应当委派专人进行现场环境的综合调查，方便了解施工场地的地质条件特点等，更好地明确桩基施工要求，结合实际条件以及有关数据积极开展桩基设计工作，进而达到预期建设目的。需要注意地是，建筑工程实际现场环境比较复杂，这对于调查工作会产生一定的难度，有关调查人员必须要加强各类因素的调查与监测，包含该地区土壤、地下水以及地质结构等因素，使得现场环境监测质量过关，提高后续建筑桩基设计水平。
        4.2合理选择桩基规格
        要想提高建筑桩基设计质量，桩基设计人员应当结合自身经验以及实际工程情况合理进行桩基规格的选择，确保桩基规格合理、大小正确，进而提高桩基设计效果，满足实际建筑桩基作业的基本要求。具体而言，在实际选择过程中，有关人员需要注意以下几点：首先，对于桩基长度、横截面数据信息等做到详细了解。其次，选择阶段，还需要工作人员能够联系我国建筑工程桩基的实际应用标准，并切实加强工程现场情况的综合考量，尤其对于桩基多承载的负荷要严格进行计算，进而确定其承载力、强度等具体参数，选择适合的桩基规格，达到桩基作业的基本条件。
        4.3明确桩基的作用力
        当前建筑桩基设计过程中，设计师一定要明确桩基的作用力。就桩基作用而言，主要是为了承载建筑物上部分的压力，为确保桩基作用充分发挥，就需要设计师明确其作用力，这样才能提高桩基承载力洗啊搜过，避免出现建筑物沉降等问题，进而提高建筑结构的安全性。为明确桩基作用力，设计师应当了解桩基建设要求，而且还要站在力学角度分析各类数据，加强上部结构对其作用力的探究。此外，结合建筑物实际高度以及作用力特点，再进行桩基横截面积的科学计算，进一步提高桩基设计质量。
        4.4合理布置桩基础平面
        在桩基设计时，设计师除了要注意以上几点外，还需要合理进行桩基础平面的合理布置，使得桩基础平面布置更为合理科学。而如何进行桩基础平面的合理布置则成为设计师主要思考的问题，这就要求设计师可以加强间距以及重心等因素的考量，进一步提高桩基的性能，确保建筑结构的稳固。此外，实际进行布置时，设计师结合实际情况可以选择各类图形以及排列方式进行布置，以便取得令人满意的桩基础平面布置效果。
        结束语
        长期以来，建筑的桩基础设计非常关键，且会受到多种因素的影响，因此需要对其进行全面分析与控制。在实际施工中，有必要将建设项目的各个方面结合起来，并事先进行试桩、试钻，以确保项目中的计算数据与实际情况相匹配。在改进桩基础技术时，综合考虑主观和客观因素，确保符合设计要求。
参考文献：
[1]余晓阳.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].江西建材，2016（3）：31+35.
[2]宋雄.房屋建筑结构设计中基础设计探讨[J].建材与装饰，2016（21）：119～120.