摘要：进入二十一世纪，经济的快速发展，促进了城市化水平的进一步提升以及城市规模急剧扩张。城市人口的急剧扩张，使得住房问题更加突出，为了解决住房难的问题，超高层建筑随之增多。超高层建筑的增多使得其功能愈加多样，之前的桩基建筑技术已经难以适应日趋复杂的建筑环境。桩基作为建筑的重要承载基础，对建筑的安全具有重要意义。本文结合时代背景，对超高层结构基础桩基设计进行分析，希望给予相关人士有益的参考。
关键词：超高层建筑；结构基础；桩基设计；思考
0 引言
桩基设计作为结构基础的重要组成部分，对于建筑的安全起着重要的保障作用。一般来说，桩基主要包括两个方面，分别是：承载力设计以及沉降验算。承载力设计是为了保证建筑具有极高的稳定性以及足够的承载力，其通过对桩长、桩数以及桩位进行合理、科学设置进而完成承载力的设计工作。另外，桩基在施工过程中，受各种客观环境的影响，易引发变大与变形，因此进行沉降验算的目的是：避免变形后的基桩对建筑物的损坏以及影响建筑物的安全使用。
1 超高层结构基础桩基设计中对桩型与桩端持力层的确定
根据《民用建筑设计通则》的相关规定，在我国无论是住宅还是公共建筑，高度只要在一百米以上均为超高层建筑。
在超高层建筑的建设过程中，可供选择的桩型是非常多的。不过，随着建筑技术水平的不断提高，大多数超高层建筑已经不再使用钢桩以及木桩，通常都是采用预制混凝土桩以及钻孔灌注混凝土桩[1]。另外，桩基也都采用了低承台的型式。对于桩基的选择要充分考虑所建建筑物的基本条件，比如建筑物的基本结构类型、荷载大小、地质条件等因素，然后加以确定。根据国家相关制度规定。在超高层建筑中，采用直径在800~1000mm范围之内的钻孔灌浆注桩，另外，也可以选择边长在400mm的预制桩。对桩基持力层的谨慎选择，对于桩长来说十分重要。因此，选择桩基持力层时，对于选择人员要对承载力以及沉降方面进行谨慎考虑。
对于桩端持力层的选择需要进行综合考虑。首先，对于软土地区而言，其桩基应该优先对软土中夹砂以及可塑习硬塑粘性土层进行选择，并且，软土场地下伏砂性土以及可塑至硬性粘性土、碎石土等做额外桩端的持力层。另外，在较硬地层作为桩端持力层时，应该将桩端下持力度层厚度不应该小于四倍的桩径，在扩底桩桩端的下持力层厚度也要有着严格的限制，使其厚度不应该小于两倍的扩底直径。
2 超高层建筑结构基础中桩的布置设计
施工人员在对桩型确定之后，再进行桩的布置工作的进行。超高层建筑桩的布置主要包括三个方面的内容，分别是：桩的中心距、对桩的科学排列以及最后的桩端进入持力层之后的深度问题。对于施工人员来说，如果想对桩的布置取得很好的效果，无论是技术上还是经济上都能达到理想状态，就必须进行综合考虑。主要是根据前面的桩型进行科学、合理的选择，另外，还要对桩的荷载能力以及客观条件等多种因素进行考虑之后再进行施工作业[2]。设计人员在进行桩的布置设计时要严格按照相关规定，正确处理好其参数问题。
2.1 桩基的中心距分析
在施工过程中，设计人员应该注重对土质进行分析，判断土的松弛以及挤土对桩基所产生影响的可能性，同时，着重考虑群桩效应对工程中的桩基承载力的影响范围。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于超高层建筑来讲，桩的中心距对桩径的设计要求为3~4d范围之内，首先进行人工挖孔，再进行灌浆作业。另外，对于扩大端设计，直桩的最小中心距应该在1.5D以上。以确保桩基的安全承载力。如果桩径大于2m时，对桩基的最小中心距应该在原有桩径的基础上在进行1.0m以上的调整。设计人员在进行设计时，要采用“一柱一桩”的设计布置方式[3]。
2.2 关于桩进入持力层中的深度设计
设计人员为了保证桩基的稳定与安全，通常都会对桩进入持力层的深度进行科学设计。但是，在实际作业中往往对遇到很多问题，使得设计深度达不到设计标准，这就需要设计人员进行详细考察，使设计深度的误差保持在一定的范围。一般来讲，桩在进入持力层之后，只要深度小于临界点，桩端的阻力大小与桩端进入持力层的深度是呈正相关的。但是，如何控制深入的深度，这是设计人员最需要注意的问题。根据相关规定，设计人员对于桩的深入以不同的土质状况作为参考依据。比如说。对于粘性土以及粉土来说，桩的深度必须在2d以上，砂土必须在1.5d以上。设计人员对于建筑施工产地的土层应进行详细的勘探，以选择不同的设计方法。
3 关于超高层建筑桩基设计中确定桩基承台的尺寸分析
3.1 对桩长以及桩径的设计分析
为了施工中的安全以及便利，对于人工挖孔灌柱桩的设计直径应该在1000mm以上。同时，深度要根据施工现场的情况而定，初步设计为20m为宜，桩径的设计为在1.7m以上。设计人员在进行假定设计之后，再通过相关公式进行验算，以确定设计时的数值是否符合实际情况的要求。
根据实际的调查情况，设计人员可以对根据施工现场的土质条件以及桩进入持力层的深度进行桩长的确定。对于超高层建筑来讲，桩顶承台的埋置深度必须在0.6m以上，承台的设计厚度应在0.8m进行相关计算。
3.2 桩基的桩端扩大头设计尺寸
在进行桩端扩大头设计时，将扩底端的直径与桩身之间的比例设定应在数值3以下。同时，对于扩底端的比例数值应在2以上。另外，考虑施工上的安全，以及压力的扩散角度，将扩大头的高度设定为1.2~2.0m之间的范围之内。
3.3 承台的设计尺寸
对于承台的设计，设计人员在进行相关资料的收集后，对承台的设计宽度应该大于600mm，同时，对于承台的边缘到桩身之间的距离应该在200mm以上。设计人员很据抗冲切承载力进行承台厚度的确定。
4 超高层建筑桩基桩身结构设计分析
关于灌注桩中的混凝土的强度，在超高层建筑中的设计强度应该在C15以上，另外，在进行水下灌注时，必须在C20以上。对于主筋混凝土的保护层的厚度设计要求必须在35mm以上，在进行水下灌注的设计中，应该在50mm以上。灌注桩的配筋要求要根据外力的大小以及施工现场的土质条件进行确定。
5 关于核心筒的设计要求分析
关于以及建筑核心筒的配置要求，在超高层建筑中，核心筒的荷载设置是非常大的，对于单桩的设计荷载应该根据核心筒的尺寸进行确定后，再根据验算公式，进行相关设计。对于核心筒的初步设计厚度为2.0m，基底的尺寸大小在30m×30m大小。
6 绘制施工图纸
在进行施工图纸的绘制时，设计人员必须认真校对相关技术参数，对于设计中存在的问题及时进行检查，然后对方案进行进一步的优化。同时，设计人员在进行图纸绘制时尽量减少误差，使得施工的技术参数更加符合设计规范。在绘制结束后，及时进行相关检查，以确保无误，以免对施工造成不必要的麻烦，降低施工效率。
7 结语
随着我国经济的快速增长，桩基设计对于超高层建筑的建设具有重要的作用。高层基础结构设计作为超高层建设的重要组成部分，对于超高层建筑的安全密切相关。超高层建筑的桩基结构设计较普通建筑较为复杂，其能够承受的荷载力也比较大，设计人员在进行设计时，根据楼层的实际高度，对于基桩进行合理、科学的调整，以使基桩更加稳定，安全性更高。
参考文献：
[1]郑刚,顾晓鲁.复合桩基设计若干问题分析[J].建筑结构学报,2010,21(5):75-79,80.
[2]杨文武.立式钢制储罐基础设计[J].福建建设科技,2014,(3):24-27,71.
[3]孙作新.土建工程结构设计中的桩基设计与抗震设计问题[J].科技创业家,2014,(1):24-24.
论文作者:罗晋
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/13
标签：桩基论文; 高层建筑论文; 设计人员论文; 承载力论文; 深度论文; 荷载论文; 厚度论文; 《基层建设》2015年17期论文;