建筑结构设计中桩基设计简述

张超

摘 要：桩基础设计是建筑结构设计的重要内容，能为建筑工程的安全使用等提供保障。因此，设计人员也必须结合建筑工程的特点，科学合理地进行桩基础设计。文章对建筑结构设计中的桩基设计进行分析与研究。

关键词：建筑结构设计； 桩基设计； 钻孔灌注桩； 人工挖孔桩； 静力压桩

1 引文

在建筑行业快速发展的今天，人们越来越重视建筑工程的安全性。对于建筑工程而言，桩基础能够为其提供良好的支撑稳固作用，桩基础的设计施工效果将直接对建筑物整体产生影响。由于建筑工程施工具有一定的复杂性，因此需要科学地进行桩基础设计，实现良好的工程效益。如今，城市中不同类型的建筑大量兴建，建筑基础的造价在总投资中占据很大比例。基础以桩基础形式为主，选择合适的桩基础类型，做好桩基础设计，无论是对基础安全，还是降低造价，都有重要作用。

2 建筑桩基础种类

2.1 钻孔灌注桩

钻孔灌注桩是常见的施工技术，即利用钻孔处理，在孔中放置钢筋笼，并进行混凝土浇筑成柱的桩基础施工方法。钻孔过灌注桩技术具有自身的特点，需要先成孔然后在成柱，并结合实际情况确定成桩的形式，但是这种方法并不能保证成孔垂直度。所以，要保证使用的钻机可靠、安全，使作业的位置更加牢固，防止钻孔出现偏移。此外，还可以对桩机支撑面积进行扩大，从而使成孔更加准确。

2.2 人工挖孔桩

人工挖孔桩就是通过人工的方法进行施工作业，其施工效果也比较理想的。虽然人工挖孔桩需要的人工作业量较大，但其成本的支出并不多，也不会对周边环境产生影响。这种技术是比较经济、安全、可靠的施工技术，在建筑工程施工中有着极为广泛的应用。其采用人工作业的方式扩大桩基地，并结合水流量明确是否需要继续开挖，同时确定开挖的规模，最后将混凝土填入其中，使桩基础施工的质量效果得到保障。

2.3 静力压桩

静力压桩通过自重及桩架的影响对桩产生反作用力，从而使桩能够快速进入地下，并能对其偏移程度进行科学的控制。在实际施工中，采用静力压桩施工技术产生的噪声、震动并不明显，其施工工艺相对简单、操作较为便利，同时成本也不高，因此在建筑结构桩基础设计施工中有着广泛的应用。

3 桩基础施工技术应用必要性及原则

3.1 技术应用必要性

在工程施工过程中，随着建筑物自身重量的不断提升，势必会给地基施加巨大压力，一旦超出了地基承受能力，便很容易对地质内部岩土形态造成影响，严重时，还会导致建筑墙体的崩塌和裂缝问题。通过桩基础施工技术的实践应用，能够结合建筑地基所承受的压力程度进行合理的缩减，从根本上避免了建筑墙体的变形问题。实践过程中，主要就是在地质岩体中灌注承台结构和基础桩，打造出完整的承重平台，将建筑沉降量控制在合理范围之内，提升建筑物整体的可靠性和安全性，为施工质量提供保障。

3.2 基本原则

在工程设计阶段，设计人员要善于结合施工现场周边环境，对桩基础施工类型和方案进行确定，以此达到节约建筑成本的目的。此外，在选择施工方案时，还要严格遵循以下原则来进行：第一，确定的方案一定要能够满足建筑工程的实际要求，且在施工过程中，应严格按照要求和规定，对桩基础和建筑物的承载力进行计算，以确保施工符合建筑要求和标准。第二，对施工现场周边的环境、地质、水文等进行有效保护，选择出最理想的方案。第三，桩基础施工要满足建筑施工进度要求，实践过程中，可结合具体的施工进度对桩基础施工技术进行确定，若工期相对紧张，还可对静压桩施工技术进行应用，若工期较长，可对灌注桩施工技术进行应用。

4 建筑结构设计中桩基础设计策略

4.1 全面把握施工现场

在建筑结构设计中，要科学地处理桩基础设计工作，使其作用得到充分发挥。因此需要相关人员科学、全面地把握建筑结构工程施工现场，了解施工现场的地质特点、条件等，并能准确把握建筑基础结构处理的实际需要，全面提高建筑結构桩基础结构设计及应用的效果。在把握建筑工程施工现场的实际情况时，需要了解建筑工程所在位置的地质结构、土壤、地下水及周边环境等，进而科学地对桩基础设计施工进行优化，从而达到良好的效果。

4.2 确定桩基础规格

为保证桩基础设计效果，还需要确定桩基础的规格，如明确桩基础结构的横截面积、长度等。在明确桩基础规格时，还需要把握桩基础在实际工程中的应用标准，并进行严谨的计算。另外，还应对建筑工程施工现场的情况进行全面分析，了解桩结构的强度、承载力等，保证桩基础的设计效果。

4.3 优化布置桩平面

桩基础设计过程中，要对桩基础结构平面进行科学布置，尤其是桩基础平面的重心、间距等，保证建筑基础结构的稳定性，使其具有良好的承载力。在建筑桩平面布置过程中，矩形网格状、梅花形网格状、不等距排列方式等是良好的平面布置的方法，具有较好的效果，可以依据工程基础结构的特点进行优化设计。

4.4 明确建筑物桩基础作用力特点

在建筑结构设计中，桩基础设计能够很好地承载建筑物的上部压力，实现良好的承载力效果，使建筑物出现沉降的概率得到降低。在建筑结构桩基础设计过程中，需要全面把握建筑物桩基础的构建需要，通过力学角度进行分析研究，明确建筑物上部结构对桩基础产生的作用力，进而确定桩基础设计的具体方法，使建筑桩基础结构设计施工更加可靠、稳定。此外，还需要科学研究建筑物的高度，对其横截面积进行计算，了解其作用力特点。

4.5 验算桩基础承载力

在建筑工程施工中，桩基础设计施工效果将对建筑的承载力产生较大影响，所以需要对建筑物进行合理的基础布置。要重点验算桩基础承载力，保证良好的桩基础施工效果。设计人员要明确设计思路，把握好其承载力水平，桩基础设计要科学、可靠，重点验算并确定设计方案，减少实际施工操作中的问题。验算时要明确相关参数，孔底沉渣小于10cm，桩身的垂直度不能大于1%等，施工后依据桩承载力确定设计需要，保证其安全性。

5 桩偏差控制与处理

在桩基施工过程中，其偏差必须得以严格控制，尤其是条形状和承台桩，其偏差一旦较大，将产生一定附加内力，导致基础处在不安全的状态。竖向偏差按现行设计规范的要求，桩顶标高偏差不能超过-50～+100mm，而如果施工中产生较大偏差，则会使施工任务增加，或造成损失。如果桩顶的标高比设计标高大，则应进行截桩，尤其是空心桩，在桩顶进行截桩不但施工困难，而且经济性较差；如果桩顶的标高比设计标高小，则应进行补桩，这不但对工期有很大影响，而且还会造成浪费。因此，施工单位必须对桩顶标高进行严格控制，尽量使标高和设计要求保持一致，尤其是在施工中应充分考虑桩基卸载以后产生的回降量，如果不加考虑，则会使桩基高于设计值。设计中，还应考虑施工误差，以施工质量为参考依据，在设计过程中考虑约2mm的容许误差，通过这样的处理，能减少截桩，有良好可操作性。

6 结束语

总之，在建筑结构设计中，桩基础设计是系统化的工作内容，具有一定的复杂性，其设计施工的效果将对整个建筑工程产生重要的影响。因此，设计人员必须要提高对桩基础设计的重视程度，通过科学的方法提高桩基础设计的质量和效果，使其在建筑结构中能够较好地发挥作用。

参考文献：

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