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摘要：近年来，城乡一体化进程的加速，城镇化的步伐越来越大，因此，建筑行业得到了迅猛的发展，成为城市发展中的主流。对于建筑结构中的桩基技术在我国的传统技术中就已经使用得比较成熟了，只是传统的木桩结构都采用的是古老的桩基技术，随着时代的进步和社会的变化，无论是在材料还是设计方法上，桩基技术都得到了很大的提高。如今我国的桩基础设计技术已经可以完全的打破传统理念的束缚，完成其自身的一些可靠和安全的性能，尤其是现在也使用在了大多数的高层建筑工程中发挥了其独特的作用。
关键词：建筑结构；桩基技术；基础设计
引言
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。
1、桩基础设计概念
桩基础在设计的时候，一般是由承台和桩基两个部分完成的。承台就是主要支撑整个力学结构的大的平台，一部分深埋到土壤里，一部分露出来。承台的很多状态都是以低沉台基础为准，因为低承台基础可以很大程度的满足各种工程要求，无论是多么恶劣的施工条件，都不会对其有很大的影响。在选定明确的桩基类型和桩基长度之后，要对该桩基所能承受的基本承载力进行初步计算，从而把握住它所能承载的大概强度和应力范围。同时要根据相关的工程需求，前期做好地质勘查工作，并且保留好基本的数据和资料，结合施工过程当中的具体状况，将桩基础的长度和所用的数量等基本类型确定下来，并确定单根桩所承受的承载力，对其进行完整的结构平面构造设计，从而计算出整体的桩基础沉降量以及桩承台的强度等。
2、桩基础的基本特点
目前大多数建筑工程采用的桩型都是钢筋混凝土结构以及钢管结构。钢管结构能够更大程度的满足固体承载力，比如石头、沙子等，它不会因为过度的不均匀沉降而导致一些建筑发生大面积的倾斜范围，如果发生细微的倾斜，也可以控制在一定范围内，稳定性非常高的，且具有很大的抗倾覆能力和分散水平方向刚度强度的能力，能够平衡地震和风力所带来的水平在和变形，在一定程度上能够达到抗压的效果。由于它一般都是深埋在土壤内的，因此比较稳固的，可以在一定程度上避免楼层发生沉陷和倾斜。
3、建筑结构中桩基础设计策略
3.1设计误区
城市化进程的不断推进，高层建筑的数量与规模都不断扩大，如酒店、写字楼、居民楼等，且诸多住宅楼均采用剪力墙结构，该结构整体强度比较大，且荷载与刚度均匀的分布，建筑工程结构上部刚度，其对桩基础沉降的均匀性作用甚大，使得在结构设计上变得十分便利。然而，酒店、办公楼等高层建筑，其所运用的是框架剪力墙结构与框架核心筒，还有的使用筒中筒结构或框支剪力墙，此类结构在墙柱的布控及刚度的均匀分布上还有待提升。荷载与刚度的分布不够均匀，地基桩基和上部结构间的作用十分复杂，大大提升了桩基础设计难度。高层建筑建设时，若未对该结构进行有效的处理，极易引发各类问题。
3.2桩基础设计
3.2.1确定好桩的具体规格
在桩基础设计过程中，确定好桩基础规格是设计的基础部分，也是关键环节。确定桩规格时，需要结合一定的指标来确定，如桩截面的选取、混凝土标号、持力层深度等，从而保证桩基础结构质量。桩基础设计工作的开展，应充分了解桩结构的相关标准，全面分析不同区域桩基础的标准与规格。例如，埋深到理想程度后，要先进行一定的计算，才可开展桩基础设计工作。
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3.2.2变动刚度设计
（1）合理调整好桩土支撑刚度。把调整桩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。（2）剪力墙结构变刚度设计。剪力墙结构的整体刚度甚为理想，且荷载会通过墙体来传输到基础部分，实现了荷载的均匀化分布。对于荷载比较大的电梯井与楼梯间，需强化布桩设计。布桩时，需将布桩设置到墙体下，墙体拐角处与交叉处都比较容易布桩，若基土和承台间未脱空，可选择复合型桩基。（3）压桩力要比设计承载力低。某市区的建筑为高层建筑，其主要选用的是型号为D400的预应力管桩，相关人员深入到施工现场开展地质勘察工作，从报告上显示，单桩承载力为660kN。开展打桩试验时，将四根桩连接起来，其最大的压桩力为300kN，其与承载力相比，数值要小很多。通过设计者的具体研究与分析，土层设计要和建筑工程的具体要求相符，要求周边工程的地质勘察结果要显示出精准的结果。一段时间之后，开展再次的试桩，试验承载力和前期结果要保持一致，进而满足具体的设计要求。
4、施工过程中特殊情况的处理
4.1桩基达到极限承载能力但未压到设计标高
这一情况的产生原因由以下两种：①地质勘察报告存在错误，实际承载力比计算结果大，应先进行试桩来确定承载能力和桩长。②因土层方面的原因，使桩基难以压入，此时应通过施工措施的调整来解决。制定科学的施工流程，如采用跳打措施，待水压力消除后对下一个桩基进行施工；在静力压桩过程中，应准备充足机械设备，防止抬机；采用引孔的方法，布置排水孔来减小空隙水的压力[5]。在压桩过程中，应将压桩力严格控制在极限强度之内，并考虑挤土对周围既有建筑物造成的影响。
4.2压桩力远远低于设计值
实践表明，这一现象的产生原因并非地质勘察报告不准确，而主要为压桩速度相对较快，且土层粘聚力很小，所以在压桩的过程中将使土层剪坏，降低了压桩力。15d后开展试桩，验证了以上观点，试验承载能力符合工程的设计要求。同时，这也在另外一个角度表明了静载试验具有的重要作用和现实意义。
4.3管桩裂缝
对于预应力管桩，其具有强度高，周期短，节材等优势特点，目前在设计工作中得到广泛应用，然而，它在受剪能力方面却存在不足。实践中，因存在垂直度偏差，会使管壁出现裂缝，产生质量问题。在对偏差资料进行分析和汇总后，针对垂直度偏差不足0.5%的桩，其管壁上没有裂缝，承载能力没有损失，所以增加一组桩基进行试验，确定承载能力符合要求后可无需处理。而垂直度偏差超过0.5%的桩，其管壁出现裂缝，对承载能力造成影响，需对这种桩基进行纠偏后，采用灌芯的方法进行处理，确保裂缝处传力由灌芯承担，这通过静载试验验证是合理可行的。基于此，在实际工程施工过程中，应高度重视垂直度严格控制，这是因为桩自身抗剪能力相对较差，易产生破坏，进而带来经济损失。
结束语
综上所述，建筑桩基工程设计是一项十分繁琐而复杂的工作，作为桩基的设计人员，必须充分考虑所有环节和阶段，做到统筹兼顾，积极从不同的方面保证设计的合理性。合理可行的设计，除了能保证建筑结构安全，还能保证设计的合理性与经济性，使桩基充分发挥应有的作用与效果。
参考文献：
[1]陈一鸣.建筑结构中的桩基础设计探讨[J].江西建材,2017(23):8-9.
[2]宋燕.房屋建筑结构设计中基础设计研究[J].建材与装饰,2017(44):56-57.
[3]刘红涛.高层建筑混凝土结构中的桩基础设计探究[J].住宅与房地产,2017(30):113+204.
论文作者:褚双川1,郭晓东2
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/26
标签：桩基论文; 桩基础论文; 刚度论文; 结构论文; 承载力论文; 荷载论文; 能力论文; 《建筑模拟》2018年第28期论文;