建筑结构桩基础分析

王冉　马堃

摘    要：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。本文对建筑结构中桩基础进行了分析探讨。

关键词：建筑结构;桩基础;设计要点

1  前言

由于现代化城市建设进程不断推进，建筑行业在建筑形式上逐渐朝着纵向进行发展，越来越多的高层建筑不断出现，成为城市中最为鲜明的建筑形式，在众多高层建筑结构中所采取的是桩基础的设计。桩基础是一种较为古老的技术形式。基础决定上层建筑，在对高层建筑设计的过程中，考虑到系统的特点和要求，必须对荷载力进行有效的分析。竖向荷载作用下的桩基相互作用比较明显，可以结合工程实际情况，对设计形式进行有效的分析，很多桩基工程的设计和静载实验设计指标达不到理想的设计要求，增加了设计难度。工程设计师需要对应用参数进行调整，考虑到建筑系统的后续要求，对桩基进行适当的优化。建筑系统的应用周期比较长，如果仅等静载试验结果出来在进行设计，则会出现偏差大的现象，需要结合实验结果的具体要求，及时对实验结果进行评估。

2  建筑施工中桩基础技术的特点

（1）桩基础的承载力较强，桩深入到的坚硬的持力层内，比如密实的岩石层、基岩以及中密砂等土质中，在竖向的单桩以及群桩的承载中，承载力都较强，能够承载起建筑的主体的全部的竖向荷载，其中也包含偏心荷载在内。（2）竖向桩的刚度较大，桩基础的单桩和群桩的刚度都很大，当自身的重量以及邻近的荷载对其产生作用时，都不会出现极度不均匀的沉降，并且将建筑物可能出现的倾斜控制在一定的范围。（3）稳定性较好，不管是单桩还是群桩，都具有较大的侧向刚度，并且抗倾覆能力较强，对地震以及风力作用导致的力矩和水平上的荷载，都可以较好的抵御，保证高层建筑物的稳定。（4）抗压和抗拔的承载力较强。桩身可以穿过液化的土层，并且牢牢地固定在基岩层和深土层内，使得建筑的根部能够对外界形成极强的抵抗力，防止建筑物出现沉陷或者倾斜的情况。

3  适用情况

（1）建筑物需要较大负载时选择桩基础，但须注意的是如果地上软弱，则需观察地下土层是否坚实，只有其地下土层坚实才能选择该基础。（2）地基方面存在问题的建筑，如一些建筑的地基沉降量大，经过一系列的处理之后还是不能达到建筑要求，那么这时就需要根据建筑的情况来选择桩基础。（3）相对而言比较重要的建筑，这类建筑可能选用地基其承载力也能满足建筑需求，但这些相对重要的建筑不能有较大沉降，此时可考虑选择桩基础。（4）一些建筑选择后会发现其土层较薄，且土质不佳，如果选择一些条形基础，则其土方量会相对较大，这时就可以采用一定形式进行灌桩，将桩基础用在其中。

4  建筑结构中桩基础设计的要点

4.1  充分考虑施工现场基本状况

基于建筑结构中对于桩基础的合理应用和处理来看，为了较好提升其作用效果和价值，必须要首先了解相应建筑工程项目施工现场的基本状况，尤其是要把建筑工程项目施工现场所处区域的地质条件勘察清楚，针对该项目所处区域基本的地质条件和特点进行分析，把握好其对于基础结构处理的相应要求，如此也就能够较好提升其桩基础结构的应用价值效果。针对这种建筑工程项目施工现场基础环境的了解和分析来看，需要重点把握好土壤成分特点、地质结构类型、周围环境需求以及相应的地下水状况等，这些因素都可能会对于相应的基础结构施工产生影响，也都应该在相应的桩基础设计中得到较好的体现，另外该建筑工程项目施工现场应该进行单桩静载试验，为整个项目的桩基础结构设计提供较为准确依据。结合这些因素才能够选择最为理想的桩基础方式进行优化处理，切实提升最终桩基础结构的应用价值效果。

4.2  合理设计沉降缝

因为地基存在不均匀的沉降情况，所以会给建筑物造成一定的影响，所以需要正确设置沉降缝。因为建筑在建造的过程中土质基础存在一定的差异，而且建筑物相邻部分的荷载、高度以及结构形式有所不同，所以因此不均匀沉降会造成开裂或者是错动的问题。要想解决这些问题，就需要设置一个垂直的缝隙，把建筑物划分成多个单独的单元。不过在进行施工的时候，沉降缝很难在高层建筑里面发挥应用的效果。由于高层建筑的结构压力使得建筑地基设计变得更加复杂，对于沉降缝的设计会影响到地下室土层里面的嵌固作用，出现多余的压力，这样也会影响到建筑的安全性和稳定性，因此对于高层建筑来说，最好不要设置沉降缝，可以选择不同的基础种类和地基处理方法来解决所存在的沉降问题。

4.3  合理调整好桩土支撑刚度

把调整樁土的支撑刚度视为重要的设计原则，合理布局上部结构、地质条件与荷载，全面考虑这些结构的相互作用与内在联系，运用强脱结合的方法，强调增沉与减沉的有效结合，实现刚柔并重，进而达到整体协调方法，结合具体情况，实施差异沉降，进而减小承台内力。在具体操作中，应加强对桩土支撑刚度的把控，进而开展科学而严谨的度量。桩承载力、单桩与支撑强度需呈现正相关性，群桩的承载作用会伴随着桩数量的不断增加、桩距减少而逐步降低，进而发生了群桩效应。

4.4  确定桩规格

在桩基础设计过程中，对于桩基础相应桩规格的确定是比较核心的一环，桩规格的确定必须满足建筑工程项目的基础结构安全性的要求，还得考虑整体基础的经济性。这种桩基础规格的确定主要就是围绕着桩基础结构的长度、横截面积等指标进行确定，促使其能够在基础结构中得到较好运用，除了这种桩结构自身的相应规格指标之外，还需要重点分析桩基础在相应场地中应用涉及到的一些基本指标，比如埋深等，就需要进行准确计算分析，促使其能够表现出理想的作用价值效果。针对这种桩规格的确定，不仅仅需要参考上述提到的建筑工程项目施工现场基本状况，还需要分析状结构自身的一些强度、承载力效果等基本指标，如此才能够最大程度上提升其整体作用效果。

4.5  做好桩平面布置

对于建筑结构中桩基础设计工作来看，除了要针对单个桩进行相应规格的明确设计之外，还需要把握好整个桩基础结构的平面布置状况，尤其是要把握好桩基础平面布置的重心以及相应间距，促使其能够较好稳定整个基础结构，表现出较强的承载力效果。在现阶段的实际应用过程中，应用效果比较理想的一些桩平面布置方式有梅花形网格状、不等距排列方式以及矩形网格状等基本类型，这些基本平面布置方式都能够体现出较为理想的作用效果，需要结合建筑工程项目基础结构的基本特点和需求进行合理设计。

4.6  验算桩的承载力效果

为了更好提升建筑结构中桩基础设计效果，还需要重点针对桩的承载力效果进行重点验算分析，促使相应的设计人员能够准确掌握桩基础结构在应用中能够达到的基本承载力水平，如此才能够进行最终设计确定，保障其能够在基础结构中得到可靠应用。

总之，高层建筑越来越多，成为城市的典型标志。而桩基础在高层建筑是最为常用的，但是作为一项比较的繁琐的工程的，设计和施工者要统筹各个环节，将其合理的、科学的应用其中，保证建筑的质量高、造价低。

参考文献：

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