建筑结构中桩基础设计论述

文/陈光 辽宁省建筑设计研究院 辽宁沈阳 110000

建筑结构中桩基础设计论述

文/陈光 辽宁省建筑设计研究院 辽宁沈阳 110000

桩基础设计在我国的基础设计中应用广泛，具有诸多优良特性。本文从桩基础及相关概念入手，介绍桩基础的分类及特点，就桩基础设计中存在的一些值得注意的问题进行分析和探讨，希望能为桩基础的研究与实践提供一定的参考作用。

建筑结构；桩基础设计

现代建筑行业的快速发展，使得现代建筑物逐渐呈现出高层化、集中化的特点，为了保证建筑物的稳定性和鲁棒性,有必要准备相应的稳定措施。作为一种建筑桩基础施工技术的稳定,它的应用可以使结构的底层基础更加坚实可靠,作为首要任务在整个建筑工程建设的每一个环节,影响整个建筑工程设施的安全、可靠。因此对于施工质量的要求也很高如果施工过程中出现失误，那么对于未来工程的施工将会造成非常大的安全隐患。因此，我们在进行建筑工程施工中，也必须要加强对桩基施工重要性的认识，同时采用更加科学、先进的桩基施工工艺来做好每一项施工工序，这样也才能够更好的推动我国建筑工程技术整体水平的提高。而无论是桩基工程还是桩基工艺，目前无论是在哪些方面相比以往都有了很大的改进和提高，这也是显而易见的。所以，在未来我们还需要更好的做好桩基工程工艺的具体应用 ，从而更好的保证建筑工程的质量。

1、桩基础设计概述

1.1桩基础

由两部分组成,桩基和承台的桩基础,桩帽位于桩顶部。根据不同位置的桩帽,桩基础分为低承台桩基础和高平台的桩基础,前者是指承台底部接触土壤,桩的桩基埋在土壤中,后者是指承台底部位于地面,桩基础桩身部门。建筑通常被设计为低承台桩基础,桩基础已被广泛应用于高层建筑。

1.2桩基础设计

桩基础设计是指:根据工程的要求,地质勘探数据,施工条件,确定桩基的类型,大小和长度的桩,桩、单桩承载力特征值,布局,承台的尺寸和施工,等,根据承担荷载桩基础承载力的计算,估算桩基沉降,计算桩和承台的强度。

1.3桩基础特点与分类

1.3.1特点

高承载力、桩支承在固体或硬支承层,如石头、沙子压实砾石层、密克罗尼西亚、硬塑料粘性土壤,等等,在垂直轴承单桩和群桩的轴承具有较高的承载力,进行高层建筑的竖向荷载水平,包括偏心荷载。大型垂直刚度、桩基础单桩的刚度、桩刚度,重量时,影响相邻的负载,不会产生太多的不均匀沉降,建筑物的倾斜在一定范围内。高稳定性:单桩和群桩基础的大型横向刚度和强大的抗倾覆能力,能抵抗地震和风力引起的扭矩荷载和水平荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。较好的抗压与抗拔承载力：因桩身穿过可液化土层，坚实地固定在深土层或基岩层，使其深部具有很强的抗压与抗拔承载力来抵抗因地震和浅部土层液化等因素产生的影响，尤其是在高层建筑中，能确保稳定性，沉陷和倾斜现象不明显。常用桩型主要有：预应力钢筋混凝土桩、预制钢筋混凝土桩、人工挖孔灌注桩、钻(中)孔灌注桩、钢管桩等，具体应用中需根据工程项目的实际情况结合《建筑桩基技术规范》要求进行选择。

1.3.2分类

区分压力的桩基础原理,可分为两类:摩擦桩端承桩,桩和桩侧土的摩擦力是用来承载结构,抗拔桩与抗压桩,底土通常用于深或底土和地基土的后者原则很难使轴承的轴承层,桩支承上层建筑和结构。划分根据建设模式,可以分为:预制桩和钻孔灌注桩,预制桩的预制钢筋混凝土桩系统打桩机进入地下,节省材料,施工速度、低成本优势,但田间土壤有一定的要求,也有坏压实等特点;在施工现场或人工挖孔灌注桩钻孔、冲孔,等成孔进入一个洞,然后混凝土浇灌的钢筋笼,通过硬夹层,底土,硬的特点同时,桩直径、单桩的承载力的调整空间较大,桩的质量可靠性较高,更适合在高层建筑中的应用。

2、变刚度调平设计原理及细则

桩筏基础的蝶形沉降和马鞍形反力的分布之主要原因为上部结构的荷载分分布不均匀,如框架筒体结构,核心筒和电梯井的框剪结构载荷的垂直结构集中程度远高于外框区域,造成的桩土相互作用在桩的垂直刚度分布、大变形发生在小,弱非常小的外大桩的反应力和土壤的变化。为了避免产生的负面影响,改变设计思想,调整垂直刚度的桩,解决差异最小化,反应力和上部结构的桩帽是时间压力显著降低,和基底反力分布模式改进这是变刚度调平的基本内涵。

2.1调整桩土支承刚度分布

以调整桩土支承刚度分布为原则，由荷载、地质条件和上部结构布局，考虑相互作用效应，采取强化与弱化结合，减沉与增沉结合，刚柔并济，整体协调，实现差异沉降、承台内力最小化目标。关于桩土支承刚度，在实际设计操作中近似以桩土承载力进行度量。对单桩，支承刚度与桩承载力呈正比关系，对于群桩，尚应考虑支承刚度随桩数增加、桩距减小而降低的群桩效应。

2.2减小相互作用效应

对于框一筒结构，应减小各区位应力场的相互重叠对核心区有效刚度的削弱，基桩布局宜做到竖向错位或水平面拉开距离。设计桩基础核心区域和外围框架复合桩基的设计。当所需的基础承载力满足高层建筑的平均负载低于180米,可以为当地增强核心筒面积,刚性桩复合地基外框面积采用天然地基。。

2.3主楼群房连体的建筑基础的变刚度调平

应该削弱在讲台的主要结构的设计来提高的原则,更加坚实的基础,讲台上的基础形式可以用来改变基底压力增加,部分桩和筏设置软垫层之间增加重等措施;为主楼,使用支持刚度较大的桩基础。对于地下室深度超过五米的情况，在考虑变刚度调平设计时，应注意考虑地基土回弹再压缩对裙房的增沉效应。

2.4筒中筒、框剪结构的变刚度调平设计

筒中筒结构桩筏基础可按框筒结构的原则设计。框剪结构的桩筏基础，对于荷载集度较高的电梯井处、楼梯间部分应对基桩进行加强，其余部位，可弱化基桩的支承刚度，或者地基土不会与承台脱空时，亦可采用复合桩基。

2.5剪力墙结构的变刚度调平设计

剪力墙结构的整体刚度好，而且荷载由墙体直接传给基础，分布较均匀。同样对于荷载较高的电梯井和楼梯间应强化布桩。基桩宜布置于墙下，对于墙体交叉和拐角处宜予布桩。当地基土不存在与承台脱空时，可采用复合桩基。

2.6共同作用分析

对于框一筒、框一剪等结构的高层建筑宜进行上部结构、承台、桩士共同作用计算分析，由此确定沉降分布、桩士反力分布和承台内力。当计算差异沉降未达到最佳目标时，宜重新调整布桩直至满意为止。

结语：

桩基础是现在应用最为广泛的基础形式，在软弱地基上它的优势是别的基础形式无法比的。希望相关的工作人员可以进一步结合理论知识，并敢于实践，为高层建筑结构中桩基础的工程做出一定的贡献。

[1]施伟达.关于桩基础施工测量质量控制的初步探讨[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2009(06).

[2]杨航.桩基础施工中钢筋笼上浮问题分析与预防措施[J].中州大学学报，2009(02).

[3]贾清霞，李竞飞.桩基础设计施工中应注意的问题[J].黑龙江科技信息，2009(11).