杨双 杨建修 李瑞云
江苏中意达建筑设计有限公司 江苏省宿迁市 223800
摘要：随着我国经济水平的不断增加，越来越多的人对房屋建筑的安全性越来越重视。桩基作为建筑物的基础，承受上部建筑物的荷载并且把荷载传递给地基。因此，桩基设计，在整个工程设计建设中有着十分重要的作用。本文主要探析土木工程桩基设计与应用分析，突出强调桩基设计质量的重要性，以便更加切实有效的促进桩基设计的有效使用。希望本文的写作对相关学者有一定的帮助。
关键词：土木工程；高层建筑；桩基设计；桩长
当下，正是我国城市建设大发展时期，城市商业经济发展的加速和城市人口的急剧膨胀，都需要高层建筑为其作保障。高层建筑不仅在高度上有更高的要求，对建筑的质量和稳定性也有更高的要求。桩基设计是高层建筑的基础，会直接影响高层建筑的稳定性和安全性。为此在设计之初，就要对建筑工程的工程环境进行实际考察，并全面了解桩基的基础信息。
1 土木工程桩基的设计
1.1桩基设计流程
设计流程：调查研究，收集设计资料选择桩的类型及其几何尺寸确定单桩承载力设计值确定桩的数量及平面布置确定群桩或单桩基础的承载力桩身构造设计与强度计算承台设计绘制桩基础施工图。
1.2、桩型的选择
①桩型的选择要根据工程地质状况、施工技术条件、工期情况和施工对周围环境的影响综合考虑。
②持力层应尽可能选择坚硬土层或岩层。如在一般桩长深度内没有坚硬土层，也可考虑选择中等强度的土层，如中密以上砂层或中等压缩性的一般黏性土等。考虑桩端进入持力层的深度。
③确定桩长、承台底面标高承台底面标高，即承台埋置深度。一般情况下，应使承台顶面低于室外地面100mm以上；
1.3、桩截面尺寸设计
①最小桩径
②在桩截面的设计中要遵循以下原则：单桩承载力的需求和布桩的构造要求；同一建筑的桩基采用相同桩径；当荷载分布不均匀时，可根据荷载和地基土条件采用不同直径的桩，尤其是采用灌注桩时；端承桩的持力层强度低于桩材强度而地基土层又适宜时，应优先考虑采用扩底灌注桩；摩擦桩宜采用细长桩，以获得较大比表面（桩侧表面积与体积之比）
1.4、桩数量的设计及平面布局
①桩数量计算
②桩的平面布置桩的平面布置要满足以下原则：尽可能使上部荷载的中心和群桩横截面的形心重合；力求各桩的受力情况相近；宜将桩布置在承台外围，而各桩应距离垂直于偏心荷载或水平力与弯矩较大方向的横截面轴线大些，以便使群桩截面对该轴具有较大的惯性矩；箱基和带梁筏基以及墙下条形基础的桩，宜沿着墙或梁布置成单排或双排，以减小底板厚度或承台梁宽度。
1.5、桩身设计
桩身的设计主要包括混凝土强度等级计算、配筋的计算和桩顶构造。
①混凝土强度等级fc计算预制桩fc≥C30；灌注桩fc≥C20；预应力桩fc≥C40
②打入式预制桩的最小配筋率宜ρ≥0.8%；静压预制桩宜ρ≥0.6%；灌注桩宜ρ≥0.2% ～ 0.65%（小直径桩取大值）
③配筋长度设计原则受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定；桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土层或液化土层；坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋；桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。
④桩顶构造设计桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。主筋伸人承台内的锚固长度不宜小于30d（I级钢）或35d（Ⅱ级钢和Ⅲ级钢）；对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接，柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。
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1.6、承台设计
①承台的宽度不应小于500mm，厚度不应小于300mm；
②边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径d或边长b，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。对于条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不小于75mm；
③承台混凝土强度等级不应小于C20，纵筋保护层厚度不应小于70mm，有垫层时，应不小于40mm；
④承台之间的连接：单桩承台，宜在两个互相垂直的方向上设置联系梁；两桩承台，宜在其短向设置联系梁；有抗震要求的柱下独立承台，宜在两个主轴方向设置联系梁；联系梁顶面宜与承台位于同一标高，联系梁的宽度不应小于250mm。
2 静载荷试验
桩基的设计不仅要以设计标准为基础，在此之前，进行桩基的静载荷试验也是必要的，这是桩基设计的质量保障，也可以保证建筑工程施工各项工作的顺利进行，有利于提高施工单位的经济效益，所以桩基设计的设计人员要充分重视静载荷试验，以确保桩基设计过程中所应用设计数据的准确、可靠，保证桩基设计的科学性和实用性，避免因桩基设计不合格而导致拖延工期现象的发生，使建筑商能够在较短时间内完成工程建设，并获得更高的经济效益。
3 土木工程桩基的应用
当下，在建筑工程实施过程中必须对桩基的应用进行严格的控制管理。这样，不仅可以保证桩基的合理运用，还可以保证整体工程项目的质量达到国家标准和设计标准。当工程建设地的地质情况较为恶劣时，桩基施工的质量往往就得不到有效的保证，这时就很有可能发生较大的沉降，严重影响桩基施工的施工质量。因此，这些地区就不适宜建设高层建筑，也不允许建设高层建筑。
此外，高层建筑和超高层建筑要求桩基具有更高的荷载力，这样桩基发生局部均匀沉降的概率也较大。而桩基沉降现象出现后，就会影响到建筑物的荷载，严重时，会导致建筑物的倾斜和倒塌，建筑物的安全也就得不到保障，因此，在桩基设计中，要对工程地质情况等因素进行全面、细致的考察。在桩基施工时，针对现实情况中存在的外部影响因素采取有效的手段来避免影响。当工程建设的施工场地土质比较松软时，对于桩基的稳固性和抗震性要求也就会很高，桩基设计也就需要更多去考虑这两点，最终使桩基的质量达到建设标准。
在建筑工程中运用桩基技术的注意事项有：
①桩基的基本施工流程为场地平整→垫层施工→放线、定位→挖上部桩孔土方→砌砖护壁→投测标高与十字轴线→提升机具安装→挖余下桩孔土方→孔径、垂直度检验→持力层检查后进行扩底虚土清理→孔径、垂直度检验→验槽→吊钢筋笼→浇筑桩身混凝土→混凝土养护。
②所有的准备工作都要在桩基施工之前做好。首先要整理好施工资料，使技术人员和管理人员更方便地共同会审施工图纸；然后要做好技术交底工作；再就是为了保证施工方案的节能、合理可行，要对桩基工程进行严格的监理和审批；最后要审核作业单位和作业人员的资质，确保其具有施工作业的资质。
③测量放线。在清理和平整施工场地后，要以桩基的设计图纸和相关数据为标准，进一步寻找和确定桩基的位置，同时还要注意不要忽视防线的测量工作。
④人工成孔。桩基在经过科学的定位后，要以桩心为圆心，开挖桩孔。桩孔挖到 1.5 m 时，要校正一次桩心，同时对孔壁进行修复。桩孔开挖和护壁修复工作一般都是由人工来完成的。
⑤钢筋在制作完成后，要按照不同的规格和等级来分别进行存放。在吊装钢筋笼之前，要清洁钢筋，确保钢筋表面的洁净，并确保钢筋笼的各项制作措施符合相关的规定与标准。在安装质量较大的钢筋笼时，使用塔吊吊装就位后，要用汽车吊辅助起吊，防止钢筋笼出现触地变形的情况。
4 结束语
桩基能够在很大程度上影响建筑物的工程质量，尤其对于高层建筑来说，所以必须保证工程建设中桩基设计的合理、科学，这样才能保证工程质量，有效节约工程成本。同时，在桩基的实际运用过程中，要综合考虑多方面的因素，确保工程施工的安全进行和对桩基施工的有效监控。当今是经济大发展的时代，也是工程建设大发展的时代，对于类似桩基这样工程建设的关键，必须得到人们充分的重视和深入的研究。
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论文作者:杨双,杨建修,李瑞云
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：桩基论文; 荷载论文; 土层论文; 钢筋论文; 高层建筑论文; 长度论文; 强度论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;