关于建筑结构中桩基础设计的若干思考

邓全喜

(甘肃金桥水科技（集团）股份有限公司)

关于建筑结构中桩基础设计的若干思考

邓全喜

(甘肃金桥水科技（集团）股份有限公司)

桩基础的设计与施工对于建筑稳固性，特别是高层建筑的安全性能至关重要。本文中笔者首先剖析了现阶段我国桩基础的设计和施工中存在的较为突出的问题，将采用预应力管桩和大直径钻（冲）孔桩两种桩基础设计施工方式进行了比较，并根据实际情况对两种方案的结果进行了分析，具有较强的理论及实践指导意义。

桩基础；建筑设计；问题

前言：随着社会经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，各个城市随处可见高楼林立，而支撑高楼的都是隐藏在地下的桩基础，可见桩基础对于高层建筑的重要作用。社会各界特别是建筑设计及项目建设单位对于桩基础的设计及施工十分关注，在选择桩基础设计形式上也十分的谨慎，以有效保障高层建筑的稳定性能，并尽可能的减少工程造价。但在实际的建筑结构桩基础设计和施工过程中仍然存在着诸多的问题，特别是由于高层建筑的设计与施工的复杂性，因此更需要桩基础设计与施工方案的优质化、经济化与合理化。笔者认为，十分有必要对现阶段我国建筑产业中桩基础设计与施工进行分析与思考，以期寻求合理的途径，有效解决其中存在的问题。

一、桩基础的设计和施工中存在的问题

从实际情况来看，桩基础的设计和施工中存在的问题主要表现在两方面：一方面，建筑结构桩基础设计的理论与实践相脱节，理论与实践融合度不够。在20世纪50年代，国际上对于桩基础的研究就已经有些成果了，至今为止已经过去了60个年头，随着社会科技的发展，桩基础计算方式也不断创新，不断多样化。虽然有很多专业人士及科研专家对桩基础设计与施工进行了大量的建模实验与工程检测，也获得了很多理论成果，但是这些理论成果仍然“高高在上”，并没有在实际的桩基础设计中得到实践应用。特别是在对桩基础工程进行静载试验时，实际结果往往与理论相差很远，难以满足设计标准，而此时为了能够与设计要求尽可能的接近，设计者只能硬着头皮多次修改桩基础的设计图纸或者变换设计的参数，这样的操作无异于杯水车薪，所得结果仍然与设计要求相差很大，甚至改的理想的设计面目全非。而且这个过程浪费了大量的人员、时间、财力等资源，虽然可以保障高层建筑的安全性能，但却耗费了过多的经济成本。优化处理措施的实施虽然可以在一定程度上缓解不足，但是如果结果与设计仍然相差太多，相关单位就不得不二次试桩，极大的耽误了工程设计与施工进度。

另一方面，实际施工的桩长度与设计桩长不相符现象突出，该问题在实际的桩基础设计和施工中是较为常见的，而且对建筑工程施工进度及工程质量影响较大，因此一旦出现就要立即设法解决，比如及时停止桩长施打，并组织专业人员寻找问题出现的原因。从实际情况来看，一般可能是由于持力层的起伏太大，从而增大了现场施工作业的双控难度，这些都会导致设计桩长与实际不符。或者是由于勘察方式不合理，取样时桩间距过大，从而无法判断持力层的起伏状态。因此，在实际设计中应进行双控，有效监督并控制锤击贯入深度或者是油压值，确保其满足设计的深度标准及数值要求。另外，很多地质勘查报告的数据及参数的不准确或者误报，都严重影响了设计参数的分析与判定，如果按照错误的参数进行设计，桩基础设计和施工出现诸如桩长度的误差也就不足为怪了，

二、桩基设计中不同桩型经济性比较

1.采用预应力管桩

造价低，单桩承载力高，耗材较少且工期较短，是预应力管桩较为突出的特点，因此在一些建筑产业发达的城市中应用十分广泛，该方法能够有效确保工程的社会及经济效益，是当前最为常用的桩基设计之一。以深圳市某大型高层建筑项目为例，其建筑高度为76m，如果采用AB型的管桩，其直径450mm，壁厚为110mm进行桩基础设计与施工，则从勘察报告数据中可以看出，平均桩长约为21.8m，桩端持力层是强风化层，设计时单桩竖向承载力特征值为2500 KN，但由于受到各方面影响，在进行计算时选取2350KN。然后利用相关的计算及设计软件，计算得知共需要156根桩，桩子应当集中分布在核心筒位置，并采用构造配筋的面筋及计算配筋的底筋设计，最终核算出该方式的桩及钢筋混凝土等总成本约为218万元。

2.采用大直径钻（冲）孔桩

大直径钻（冲）孔桩也是较为常见的桩基设计方式。仍以深圳市该大型高层建筑项目为例，钻桩孔的桩径设计为2100mm, 桩端持力层也是强风化层，桩长均值为43m，结构为一桩一柱，构成外围的框架柱，单桩竖向承载力特征值为30000 KN，并利用PKPM及SAFE软件得知共需要桩的数量为12根，并利用桩冲切控制采用1600mm厚的桩筏板，并计算出配筋数量及设计，最终计算大直径钻（冲）孔桩的方式核心桩及钢筋混凝土总成本约为463万元。

3.方案1与方案2比较结果

从上述两种方案中可以看出，筏板及配筋总用量近似，两种方式之所以总造价差距很大，主要是由于所用的桩的类型及数量不同，，可以看出，采用大直径钻（冲）孔桩的桩基础设计方式要比采用预应力管桩的方式造价高很多。但是根据先前的实际设计经验，如果建筑高度超过100米，则采用方案2其经济成本较低，比较合适。而且由于建筑所处的地区的地形、地貌、周围环境及上部结构等都有很大差异，桩基础设计施工人员应当结合工程建筑实际情况，全面分析的基础上，作为合理的判断，并优化设计方案，有效减少工程造价，尽可能提高社会及经济效益。此外，对于桩基础设计要尽量设计多的方案，通过方案的对比寻找到最佳设计途径。

结语：

建筑工程的发展离不开桩基础的设计，只有做好桩基础的设计工作，建筑的结构才会更加合理，建筑的质量才会得到可靠保障。因此，无论设计人员还是管理人员都应当对桩基础的设计工作予以重视，不断探索有效的优化设计手段，提升设计水平，让桩基础在建筑工程中的重要作用得以充分发挥。

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1007-6344（2016）07-0104-01