建筑桩基设计控制研究

建筑桩基设计控制研究

管国锋

中通服咨询设计研究院有限公司 江苏南京 210000

摘要：随着企业的发展，对建筑品质的要求也在不断提升。建筑桩基设计作为土木工程一种基础项目，它的稳定性直接影响到整体工程的质量和安全。在进行建筑桩基设计过程当中，需要做好其基本的设计规定，确定桩的规格和单桩竖向承载力，才能够提高施工的总体质量。所以对于桩基的设计要求也在不断加强，要想在设计桩基时要满足建筑施工的要求，则需要进行全方位的研究分析。

关键词：建筑；桩基设计；稳定性控制；研究

引言

在许多建设工程中，人们对桩基的优势有了很大的提高，使得工程的质量得到了很大的提高。因此，在设计桩基时，要充分重视其质量和承载力。同时，在建筑工程中要强化监督，需要加强对桩基施工技术的应用，但是由于部分施工技术具有较强的专业性，需要在设计环节就要保证施工的质量，因此要把握住建筑过程当中施工技术应用的一系列流程，科学、合理地设计桩基，以此提升工程质量标准。

1、桩基的作用

桩基的主要作用是为了把建筑物上部的重量传至下层承载力较强的土层上，所以需要严格设计土层密度，计算出桩基的最大承载力。由于桩基具有较高的承载力和较低的沉降性，因此适合于不同的工程地质条件，并能很好地应用于目前的各种工程建设，特别是针对高层建筑物需要提高地基刚度。在基础薄弱工程中，地基能够更好地反映出其作用，并能极大地促进工程质量。

2、桩基初步选型

2.1 预应力管桩

在高层建筑的桩基建设计中，预应力管桩的应用具有很多优越性，主要表现为：(1)预应力管桩具有良好的稳定性，它的抗撞性和穿透力性能很强。其次，在建筑中管桩的建设速度很快，可以大大缩短工程的时间，而这种桩则更符合普通工程的范围。(2)管桩工程速度很快，工作周期是用常规现场环境更适合的桩型。但该现场具有很强的特殊性，由于其表面上有大量泥土，造成了预应力管桩的耐剪强度较低，从而易造成管桩开裂或者断开等问题。在桩基挖时，由于地基泥泞，桩基流动性大，导致桩顶部容易移动，同时也会导致桩身倾斜，挖掘方向出现偏移。此外，由于其表面上的阻力不高，设备自身的重量较大，会使其转向过程降低。从以往的分析可以看到，这个时候我们需要对施工现场的土壤进行必要的加固，以避免在打桩过程中发生下陷。这一点可以看出，在流动性较强的泥土中，预应力管桩技术不能充分发挥。

2.2 钻孔灌注桩

使用钻孔灌注桩具有较好的整体性、抗水平剪力和抗弯性好等优点。针对高层建筑的不同需求，可以对钻孔桩进行直径、长度、顶部的调节。另外，目前的浇桩工程设备具有简便、噪声、振动等优点。但也存在着它的缺陷，比如，在软土地基中，桩的夹泥、颈缩小，桩的承载能力低，容易受到工程质量的影响。所以，若是土层含有水量过大，钻孔桩不适合于沙质和泥质的土层中。

2.3 灌注桩的后注浆

目前，国内的灌注桩技术是一种后注浆技术。该技术主要用于灌注桩的柱后，由桩中注浆导管、桩端、桩侧等灌浆管线组成。端侧土体具有显著的承载力，使桩的沉降减少。在现场土质中，如果采用后注浆技术，其单桩的承载力会大大增大，一般要比普通灌注桩高30%。为了保障公司的盈利率，在这一工程中，使用后注浆技术更为适用。

2.4 人工开挖桩

主要用于软土不发达、地下水位深、支持层埋深不超过20米等条件的丘岭地区。该方法的特点是：易于把握承重层的差别与沉渣的拆除，并且工期快速、承载力、工期等均能得到保证。但是，在人工开挖桩的选择中，需要考虑到周围的地质条件和对邻近建筑物的影响。另外，若土层含有较大有水层，则会导致施工复杂，甚至导致施工失败。桩技术要根据现实情况，在设计时要反复进行技术经济比较，寻找优化的设计方案。

3、基础桩的设计

3.1 桩型及桩长设计

在建筑工程中，桩基设计的影响主要有许多因素，其中最关键因素是桩基的类型和桩长度。要保证桩基的设计质量，就需要保证桩的种类和长度科学性和合理性。通常，在设计桩基时，应当依据已有的施工设计方法，选取预应力管桩。在选取桩长时，要首先对工程项目的施工环境进行研究，并根据施工现场的实际情况来确定桩基的承载能力，并根据以上得到的数据来确定桩基的成本。因此，在建设项目的施工中，桩基的费用占据了很大的比重。为保证工程费用的经济性和合理性，可以在进行桩基设计时，调整桩的长度和类型，以减少工程成本。因此，在建筑工程的桩基设计中，应注重桩长度和桩型的设计，这对降低工程成本是十分必要的。

3.2 桩径和长度的确定

桩的直径与长度直接关系到工程品质，所以必须对桩的直径和长度进行精确的计算。桩径的确定应充分考虑荷载的大小、土层特性、桩周边土壤抗力、桩基类型和结构特征。如果该工程具有较高的顶部负载。参照有相似条件和经验的建筑物，预先设定的横断面大小是0.3 m×0.3 m，然后根据基桩来计算和验证所拟定的数据是否具有合理性和经济性。确定桩长度的关键是选择桩的持力层，其主要作用是选择桩持力层对桩的承载力和沉淀有很大的影响。在设计时，可以根据地质条件选择合适的桩持力层，以预先设定桩长，并综合考虑工程的可行性。一般认为，在一层岩石或硬土上安装桩，以达到较高的承载力和较低的沉淀量。在工程条件许可的深度中，若不确定硬化土壤，则应尽可能地选择低压缩和高强度的土壤作为承载层，并应避免桩底在松散的土层或与松散土层间距过小，以此来防止桩底的沉降。

4、桩基设计问题

桩基质的布局和数量不仅与安全问题相关，而且与工程费用有关，所以设计师要认真地进行处理。在工作中，人们常常发现，要避免问题的出现，需要根据地震和风力的影响来布置桩，以实现绝对安全的布置。不用对荷载作用及风载作用的规范合并进行检验。通常，要根据轴心垂直力的1.2倍进行布桩，并对载荷作用的准则和地震作用和载荷作用的准则进行检验。结果显示，一些人在实际的载荷中会选择设计值，桩基选择特征值，从而导致了较大的浪费。

在桩基中，桩基倾斜也是桩基中普遍存在的一个质量问题。桩身倾斜主要是由于桩质量差、桩顶部倾斜、桩尖位置变形或不精确等原因，容易造成桩身倾斜。桩锤、桩帽、桩体的中央线不能很好地重叠，造成了捶击偏心；桩末端出现坚硬的障碍或石头；桩的间距比较小，打桩的次序不准确，造成土壤压缩效果加强，这些都是影响桩基设计的关键问题。若基坑土方在开挖时操作不准确，则需要根据现场的具体情况对其进行分析和解决。

5、桩沉降控制

在传统的桩基中，当满足各种工作条件下的承载力时，可以最终进行沉降量的计算来验证。在实际工程中，应用桩基的主要原因有两种：一是由于其承载力不足，必须采用桩传输其桩上部分的荷载或支承至深土层或者坚硬的层次；其次，由于地基土有极大的可能会发生沉降而导致变形，必须使用桩来降低沉降量。所以，要根据桩基应用目标的不同，必须在三种不同的条件下进行处理：(1)全部的载荷都由桩承载；(2)桩和筏板分摊，必须同时承受上部分的荷载，同时桩还能降低沉淀和变形；(3)桩可降低或控制沉降，其承载力取决于基础板的支承。

高层桩基的设计原理是在满足承载力的基础上，根据以上种种条件，对桩的设计进行管理，其数量和长度是通过桩的载荷来确定的。然而，在多层设计中，由于沉降过大，传统的桩基设计方式过保守，导致了工程费用高。沉降控制复合桩是在沉降控制的基础上，其与以往传统的桩基的设计技术和新型地基的差异有关。它可以在一定程度上满足设计负荷的需要，同时如果沉降太大也会使用这种方法。也就是在桩基设计中，可以根据以上第三种情况进行处理。

结束语

综上所述，桩基建设工程是一个复杂而繁琐的过程。在此过程中，设计人员首先要考虑到概念设计，选择合适的桩型，对桩的布置进行优化，并能对软件进行全面的了解与标准化。把上层结构直接、高效、分散的传送到下层结构中，统筹考虑到各个方面合理化，做到“安全应用、技术先进、经济合理、保质环保”。

参考文献：

[1]高志广.高层建筑桩基设计要点[J].建材与装饰,2017,(39):111-112.

[2]张洪福.综述建筑桩基设计[J].新材料新装饰,2014,(9):437-437.

[3]张迪.建筑桩基设计控制研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(10):