摘 要：随着经济和各项技术的提升，我国的建筑行业得到了突飞猛进的发展，那么建筑房屋的质量也成为了当代人相当重视的问题，这不仅对住户的居住质量有着直接关系，更影响着未来我国建筑行业的发展前景，所以为了满足当代业主的各项需求，保证建筑工程质量的达标，结构设计中的桩基设计成为了工程建设的基础，笔者对现实中存在的各项问题进行了比较深入的分析，并提出了优化建筑结构设计的几项措施，来保证建筑结构的实用性和安全性。
关键词：建筑结构设计；桩基设计；微探
1 导言
近几年，城市化的发展脚步，已经是显而易见。很多以县为单位的地区都增加了很多楼盘的建设。随着建设量的增加，也加大了结构设计的复杂性和困难性，那么桩基设计作为一个基础的环节，其设计的科学性对于整体房屋结构起着关键的决定性作用，在未来的房屋建筑结构设计中应当引起我们的重视。
2 建筑桩基础种类（按成孔工艺）
2.1 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是现在比较常见的施工技术，通过钻孔的处理，在孔内放置钢筋笼，在进行混凝土的浇筑，最后成桩，这是基础的方法。钻孔灌桩技术的特点就是需要先成孔，再结合实际情况，在成桩。但是钻孔的垂直度控制难度较大。这与钻机的稳定性，施工工人的技术，土层情况等都有很大的关系。
2.2 人工挖孔桩灌注桩
顾名思义，就是通过人工成孔，一般适用于地下水位以上，稳定性较好的土层，施工效果是比较理想的，首先人工挖孔桩需要的人工作业量较大，但是成本支出却不多，对周边环境也不会有很大的影响。一定程度上保护了周边的环境。是一项相对安全，可靠又经济的施工技术。目前人工挖孔桩的应用是比较广泛的。操作方法上，先由工人挖土成孔，成功过程中必须采取相应的护壁，当位于地下水位以下时结合水流量确定开挖的规模，成孔后放置钢筋笼，再将混凝土填入里面。这样的桩基效果和质量都是比较不错的。
3 桩基设计优化调整策略
想要维持建筑物的稳定，能够承担建筑物全部荷载的需求，保证建筑主体的功能正常，桩基设计是最重要的组成部分，决定桩基承载能力的先决条件，就是对桩基的受力分析要科学严谨，充分发挥桩基的承载力效果，考虑到桩基的受力情况，特别是建筑物上层结构的重力，减少不均匀的沉降现象，必须要针对特殊的情况，制定特殊的方案，调节建筑物的不均匀沉降，坚持投入最少，效果最佳的原则开展计算工作。
3.1 数学函数有限元法的运用
当前，桩基设计工作者的模拟测试手段之一，就是运用有限元法。就是说将集合的元素进行分离，再进行函数和方程式的计算，这项算法适用于多种桩基设计需求，同时可与很方便的获取桩体的几何信息，辅助计算出桩基整体的承载力大小。与传统的桩体强度计算相比，有限元法反映出来的情况是比较客观的。
传统的计算方法，比如文克尔假定法，先假定在桩基打压的时候，只有桩体下面的土层受到影响，并且假设变形后土体与承载能力之间存在一个系数，使二者最终成正比。通过这个计算方法，只能得出一个比较相近的值。而且往往会有一定的误差出现，更不能完全反应客观的实际情况。但是有限元法，把传统方法中忽略的影响因素和作用力都加入考虑，无论是桩体材料还是受作用力影响的空间结构等都能通过有限元法实现受力的非线性分析，并通过信息技术软件建立模型，进行预先模拟，通过其得出仿真数据的可靠度，来提升桩体自身的性能。
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3.2 桩土复合计算模式的运用
桩基设计是一项比较复杂的设计工作，需要整体考虑建筑施工的各项要求，仅仅考虑单根桩体的承重能力是不够的。上面说的通过有限元法能够准确的计算出单根桩体的性能如何，但是从宏观方面来说，建筑结构的整体施工，还必须要研究群桩的承重能力，在桩基遇到较大荷载的时候，能够保证受力变形的范围在施工允许之内。所以采用桩土复合计算模式来分析和设计群桩，是十分必要的。在有限元计算单根桩体的基础上，通过连续的计算处理即可以完成桩土复合计算模式的工作任务。我们可以将有限元法各离散单元的跨度适当增大，为了提高工作效率，可以尽量减少细化程度，减少对群桩的模拟计算量。另外，由于桩基计算设计阶段，有时候不能充分得出桩基施工与承载力间的关系，可能会在实际计算的过程中，出现桩基的降沉效果与实际需求出现误差。为了控制这一现象的发生，可以将垂直于桩基础轴线的桩土作为各向同性材料，并根据桩体和土体弹性模量与泊松比相互复合形成新的各向同性材料参数，最后利用该等效材料参数完成群桩的载荷沉降分析工作。
3.3 桩基础结构设计
建筑桩基础结构可以根据土层承载能力、桩体直径、桩身材料、用途功能等，选用不同的桩基础类型。下面笔者选取了几种桩基础结构设计的方式，针对建筑上层荷载与桩基整体承载力方面的综合考虑，对桩基础设计进行说明，主要包括桩筏基础和高低桩承台基础。第一点，根据建筑施工的不同要求，桩筏基础结构主要应用在上部承重不大，建筑高度有限的乙丙级桩基设计当中，建筑物高于100米的，对桩体承载力和沉降设计要求都比较高，可以采取桩筏基础结构。如果桩的持力层比较深，长度较长，桩基承载力也很大，并且可以在墙柱下布桩，就优先采用墙、柱下布桩的桩筏基础，反之可以使用均匀等间距桩筏基础。在桩筏基础设计中，受到建筑物沉降，自身结构载荷、筏板厚度等因素的影响，想要最大限度的发挥桩筏的承载能力，选择的地基梁要有一定的弹性，才能更好的进行计算和分析。在计算过程中主要受两方面因素影响：一是建筑上层结构的压力；二是桩体自身竖向的刚度，可以将上层结构的压力适当地进行叠加，再进行桩筏基础的设计和计算，这样可以提升基础平面的刚度，充分抵御建筑上层的不均匀传力现象，以预留出刚度性能减少荷载差异所导致的变形现象，并可以适当减少桩基内部的配筋，使工程建设投入的资金得到最大的价值体现。另一方面，桩体自身竖直方向上的刚度对于筏板厚度和配筋情况设计起着至关重要的作用，是提升桩筏基础承载力上限的重要设计部分，这个过程国家都有比较明确的行业标准来进行规定，所以可以按照相关标准在执行。同时根据企业自身的施工能力和投资成分进行筏板设计，不能一味的增加筏板的厚度，避免计算失真并造成不必要的浪费。以上的工作实施起来都有数据可依，再根据多年的工作经验，桩的竖向刚度要与工程设计的沉降量和桩基极限承载力相互挂钩。
4 结语
总而言之，建筑结构设计中的桩基设计，是一项复杂的系统化的工作，最终的设计方案对整个建筑工程的质量都有非常重要的影响。所以作为设计人员一定要不断提升桩基础设计的水平，不断学习先进的理念和技术，通过科学的方案来达到最好的质量和效果，使其在建筑结构中能够较好地发挥作用。
参考文献
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论文作者:起 鹏
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第09期
论文发表时间:2019/8/15
标签：桩基论文; 承载力论文; 结构设计论文; 建筑论文; 基础论文; 刚度论文; 钻孔论文; 《建筑实践》2019年第09期论文;