浅析建筑结构中桩基础设计要点探究

发表时间:2020/6/17   来源:《建筑实践》2020年第39卷2月第4期   作者:钱鹤
[导读] 建筑工程与人们的生活是分不开的,其中土建施工是建筑项目中的重要组成部分
         摘 要:建筑工程与人们的生活是分不开的,其中土建施工是建筑项目中的重要组成部分。在高层和大型建筑的施工中,建筑结构中的桩基础被广泛应用。桩基础施工技术非常先进,而且在很多建筑工程项目里成效显著。对桩基础设计进行分析。
         关键词:建筑结构;桩基础;设计要点
一、桩基础概述
1.1桩基础设计的概念
         桩基础是由桩基和承台两个部分组成的,可以分为低承台桩基础
和高平台桩基础。低承台桩基础就是桩基埋入土里,承台底部接触到
土壤;高平台桩基础则是桩身有一部分露出地面,承台全部处于地面以上,桩基础在高层建筑中得到了广泛的应用,其中多为低承台桩基础。桩基础设计,就是在工程要求、施工条件和地质勘探数据的指导下,明确桩基的类型、桩体的长度大小,确定单桩承载力特征值和承台尺寸等,并计算桩基础承载力估测桩基沉降,把握桩体和承台的强度。
1.2桩基础特点
(1)承载力强
         在建筑结构中,桩可深入到岩石层、基岩等土质坚硬的持力层,能够保证单桩或群桩具备较强的承载力,可承载起建筑主体全部的竖向载荷和偏心荷载,避免建筑结构出现不均匀沉降。
(2)竖向刚度大
           桩基础本身的竖向刚度较大,不会受自身重量和邻近荷载的影响而产生建筑结构不均匀沉降。同时,借助桩基础较大的竖向刚度,还可将建筑物倾斜控制在设计规范允许的范围内。
(3)稳定性好
          桩基础具备较大的侧向刚度和较强的抗倾覆力,能够抵抗风力、地震等外力作用产生的建筑物水平荷载,保证建筑结构的稳定性,避免因建筑物受外力作用引发结构性破坏。
(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。
1.3 设计原理
施工单位应结合工程的设计需求,以及在地质勘察过程中所获得的资料,并综合考虑施工中的具体条件,将桩基础的长度,所要用到桩的数量以及所选桩的类型等确定下来。根据工程建设的需要,选择承台的构造和尺寸,确定单根桩所能承受的承载力,进行平面布置,再通过对桩基础的承载力进行验算,大致计算出桩基础的沉降量以及桩承台的强度等。
二、静载试验
          在现阶段的桩基础设计工作中,因受时间等因素的影响,通常只能将地质报告作为依据确定单桩的承载能力,再以估算值为依据,进行后续设计与施工,待施工完成后,挑选合适的桩基开展静载试验。此方面主要存在两个问题:
①以地质报告为依据确定的桩端上承载能力与桩头上摩擦力,均属经验值,不可直接利用、近几年,从检测中可以看出,很多桩基的承载能力比计算结果大,甚至有极大的偏差,所以按照试桩确定的承载力,比按照勘察报告确定的承载力更加经济合理。
②如果场地不均匀,或者是地质报告存在偏差,则若不考虑试桩而单纯按照地质报告开展施工,则会使施工面临很大的困难,并造成浪费、可见,在设计工作中,必须重视并做好静载试验,它是十分重要和关键的环节,如图1所示。主要是因为静载试验质量对桩基类型、规格及深度具有直接影响,并且与施工的难以程度也有十分密切的关系、通过细致到位的静载试验,获得准确的试验结果,可以保证设计方案的合理性、可行性及经济性,其效益将远远大于单纯的缩短工期。

图1静载试验
三、建筑结构中桩基础常见设计方式
3.1钻孔灌注桩设计
钻孔灌注桩是现阶段土木工程基础结构施工处理中比较常用的一类技术手段,这种钻孔灌注桩的设计应用需要重点把握好后续实施操作的一些基本流程,促使其能够在实际应用中,按照相应基础结构稳定性方面的需求进行有效处理,如此也就能够充分提升其应用价值效果。在实际操作过程中,其需要重点把握好对于成桩区域以及具体桩身大小的把关,促使钻孔灌注桩的应用确实能够满足于整个土木工程项目基础结构的设计需求,在整体结构的稳定性方面发挥出较强的作用效果。这也就需要对于具体的设计方案和图纸进行细化,确保相应钻孔灌注桩的布置较为合理均匀,有效降低其不利威胁。
3.2预应力管桩设计
         预应力技术手段在当前我国土木工程项目基础结构的设计发展中同样也表现出了较为理想的作用,这种预应力技术的运用在基础结构方面同样也存在着较为理想的运用,为了较好提升预应力管桩的作
用效果,其需要设计关注的要点是比较多的。比如对于预应力管桩的
直径就需要进行严格限定,结合整个基础结构在稳定性方面的基本需
求进行处理,保障其能够具备较强的实用性,尤其是需要较好规避可
能出现的各类问题和不利威胁,而对于预应力管桩的各个基本构成部
分,同样也需要进行严格审查,比如对于桩身、端头板以及套箍等,都需要促使其具备理想的协调运行效果。
四、建筑结构中桩基础设计要点
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,尤其是要把握好建筑工程项目施工现场所处区域的地质条件,针对其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,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设定好桩的规格
定好桩基础的相应规格,在桩基础的设计过程中处于核心环节。确定桩基础的规格,需要依据桩基础的各项指标进行确定,包括结构的长度、桩基础的横截面积等,以便在基础结构中合理运用。在实际设计过程中,不仅要对桩结构本身相应指标进行确定,也应重点分析桩基础在不同场地所需要考虑到的指标,这些指标都是基础的,例如埋深,想要达到理想效果,也需要精确的分析计算后,才能对桩基础进行设计。
4.3 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。
4.4明确构建需求
          在建筑工程项目里,基础结构的作用是为了承担建筑物顶端的压力,这是其核心价值。在承载力上,要达到预期效果,不可让建筑物出现沉降等问题,所以对于桩基础的设计需要全面考虑,并提出一定要求。想要明确建筑物的整体构建需求,需要涉及到力学知识,由于建筑物桩基础的具体作用力,由上部结构来决定其大小,所以需要从力学方面进行分析,并且对此做出计算,这样就会使桩基础的设计更加合理,提升其应用可靠性。更明确的构建需求能够更好设计出贴合建筑工程实际的桩基础。
4.5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。
五、结束语
          综上所述,对于建筑结构设计中基础结构的合理布置来说,桩
基础方式的运用是比较有效的一种方式,这种桩基础设计工作也就需
要相应的建筑结构设计人员进行重点分析,结合桩基础结构的相应特
点,分析建筑工程项目对于基础结构提出的基本要求,合理设计规划
桩基础布置,促使其能够体现出较为理想的承载力效果。
参考文献
[1]浅谈建筑桩基础设计[J].揭智渊.中华建设.2016(04)
[2]桩基础设计方法综述[J].王景梅,陈家俊,肖芳,姚欣.广东建材.2016(12)
[3]关于建筑结构中桩基础设计的若干思考[J].邓全喜.四川水泥.2016(07)
[4]建筑结构中桩基础设计探微[J].王丽群.四川水泥.2017(01)



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