关键字：建筑工程；桩基础；技术
引言：我国的建筑工程施工中，将会不可避免的涉及到桩基础技术的应用，这一技术逐渐的形成了较为系统的应用体系，而其中桩基础技术则当属施工中的重要手段，如果在此过程中，未能切实把控桩基础技术的应用手段，则会给后期的人们使用这一建筑工程埋下诸多的安全隐患，同时也会间接地降低居民房屋的安全指数，所以，桩基础技术的应用可以直接影响着整体性建筑工程施工质量，那么，就要对桩基础技术的应用手段进行良好的把控，大大的促进我国建筑工程行业的迅猛发展，针对桩基础技术在实际的建筑工程施工中的应用进行了分析，分别从桩基础技术的特征以及作用等方面进行了切合实际的探究，旨在为我国建筑工程的发展提供相应的借鉴。
1 桩基础技术的意义
桩基础技术是高层建筑施工过程中的必要环节，是一种通过桩与桩相连相连形成的建筑平台，可以有效地发挥岩石与土层的作用承担一定的建筑物重量，同时借助建筑物的荷载压紧岩石和土层，使其具备更强的承压能力，从而避免建筑物沉陷的发生。
2 实现桩基础技术的条件
桩基础技术相比传统地基施工技术更加复杂，工程量有所提升，对物质条件和施工难度都提出了更高的调整。在对不同用途不同结构建筑物进行桩基础技术施工时，具体的技术要领也不尽相同，无疑增加桩基础技术实现的难度。桩基础的运用必须有较多的实践经验，才能针对各类建筑物制定不同的施工方案。通常使用桩基础技术对施工方提出如下充分条件：
（1）从经济性方面考虑，当施工建筑对地基要求较高时才使用桩基础技术。
（2）建筑物的上部结构重力较大时考虑采用桩基础技术。
（3）电视塔、工业用烟囱等所占面积小、高度高的建筑应首先考虑桩基础技术。
（4）精密仪器厂房等对建筑物稳定性有严格限制的建筑，为降低地面传到建筑物内的振动应当选择桩基础技术。
（5）处于地震多发带的建筑物应当采用桩基础技术。应用桩基础技术进行建筑工程施工，可以将桩基础技术的应用优势体现出来，还会极大的保证结构的安全性和可靠性，进而切实的确保工程的实际质量。
3 桩基础概述
由设置于岩土中的桩和与桩连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础称为桩基础。桩基础是一种深基础，桩的横截面尺寸比长度小得多。承台将各桩联成一整体，把上部结构传来的荷载转换、调整分配于各桩，由穿过软土层或水的桩传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。桩所承受的轴向荷载是通过作用于桩周土层的桩侧摩阻力和桩端地层的桩端阻力来支承的，而水平荷载则依靠桩侧土层的侧向阻力来支承。桩基是由桩、土和承台共同组成的基础，设计时应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同作用。桩基础可分为摩擦型桩和端承型桩，摩擦型桩又分为端承摩擦桩和摩擦桩，端承型桩又分为摩擦端承桩和端承桩；主要由侧摩阻力承受的桩称为摩擦型桩，主要由端阻力承担的桩称为端承桩。
根据所用材料的不同和施工方法的不同，桩基础分为预应力混凝土管桩和钻、冲孔灌注桩。预应力管桩的管径有300mm，400mm，500mm和600mm；当拟建建筑物场地的岩层为全风化或强风化岩层且这些土层的埋深超过10m或以上，则该类场地可选用预应力管桩；预应力管桩的成桩形式有静压成桩和锤击成桩。灌注桩的直径通常为800mm，1000mm，1200mm和1400mm等；灌注桩的成桩方式有三种:钻、冲和旋挖；冲孔灌注桩俗称万能桩，当拟建场地需以微风化岩为持力层，则需要以冲孔的形式成桩。
4 单桩竖向承载力特征值计算
根据拟建场地的地质资料关于桩侧摩阻力特征值和桩端阻力特征值的数据，单桩竖向承载力特征值可按式(1)进行计算:
其中，Ap为桩底端横截面面积，m2；qpa，qsia均为桩端阻力特征值、桩侧阻力特征值，kPa，由当地静载荷试验结果统计分析算得；up为桩身周边长度，mm；li为第i层岩土的厚度，
单桩竖向承载力特征值按式的计算结果为桩侧土和桩端持力层所能提供的承载力，其结果需满足桩身本身承载力的要求。
对于预应力混凝土管桩的单桩竖向承载力特征值，按该式算出的结果不能超过国家建筑标准图集《预应力混凝土管桩》(10G409)P16-21。
对于大直径混凝土灌注桩，钢筋混凝土轴心受压桩正截面受压承载力应符合下列规定:
当桩顶以下5d范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm，且符合JGJ94—2008建筑桩基技术规范第4．1．1条规定时:
其中，N为荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值；Ψc为基桩成桩工艺系数；fc为混凝土轴心抗压强度设计值；f'y为纵向主筋抗压强度设计值；A's为纵向主筋截面面积。
对于大直径灌注桩，按桩身强度算得的单桩竖向承载力特征值的结果与按上式，桩身配筋值算得的结果相接近时，为最经济的做法。若大直径灌注桩桩身按计算为构造配筋时，其纵筋也应满足JGJ94—2008建筑桩基技术规范第4．1．1条中关于最小配筋率的要求。
5 单桩负摩阻力计算
5.1当桩周土的沉降大于桩的沉降时，单桩承载力特征值的计算需考虑桩周土的负摩阻效应。
5.2桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力的影响；可按下列规定对单桩负摩阻力进行估算，如图1所示。
a．假设中性点以上土层算得的负摩阻力为N1；b．假设中性点以下土层算得的正侧摩阻力和端阻力为N2；c．考虑负摩阻力后单桩竖向承载力特征值为:
考虑承台效应的单桩承载力特征值计算
1)当工程桩按计算结果为摩擦型桩基时，且承台底处土层地勘报告描述为可作为持力层的土层时，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值。
2)考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下面的公式确定（不考虑地震作用）时:
其中，ηc为承台效应系数；fak为承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；Ac为计算基桩所对应的承台底净面积；Aps为桩身截面面积；A为承台计算域面积。对于柱下独立桩基，A为承台总面积；对于桩筏基础，A为柱、墙筏板的1/2跨距和悬臂边2．5倍筏板厚度所围成的面积；桩集中布置于单片墙下的桩筏基础，取墙两边各1/2跨距围成的面积，按条基计算ηc。
3)考虑液化效应的单桩竖向承载力特征值计算。
对于承台下方有液化土层的桩基础工程，在地震作用下，应考虑液化土层对单桩承载力特征值的折减。可能液化的土层包括饱和粉土和饱和砂土，液化的折减应根据建筑抗震设防类别和地基的液化等级。
6 工程算例
（1）广东省某区楼盘的桩基础设计该项目是建筑面积约25万m3的高层住宅小区楼，有9栋住宅楼，分别为18层，24层，33层。其土层自地表到岩层依次为素填土(层厚0．5m～4．1m)，粉质粘性土(层厚0．6m～15．9m)，砂质粘性土(层厚0．6m～15．6m)，全风化花岗岩(0．6m～28．7m)，强风化花岗岩(0．6m～22．9m)，微风化花岗岩(1．2m～7．7m)。由于管桩有施工快，缩短工期的特点，且本场地的土层结构很适合20m左右的预制桩，故设计拟采用预应力管桩基础，本项目位于城区，为了减少噪声，预应力管桩的成桩方式选为静压式，桩直径选为500mm，壁厚125mm，1-48号孔点土层参数见表1。
根据地质勘察资料显示，砂质粘性土的桩周侧摩阻力为40kPa，全风化花岗岩桩周侧摩阻力为70kPa，强风化花岗桩周侧摩阻力为100kPa，桩端承载力特征值为3500kPa，按入强风化岩2m和实际有效桩长估算，且按上式公式计算，得到单桩承载力特征值为2393kN，取为1800kN。经过试桩，500mm管桩可入强风化岩6m，取1800kN可行。由于强风化花岗岩为软岩，该桩为摩擦型桩，故可考虑承台效应。考虑承载效应，增加的单桩承载力特征值为82kN，故单桩承载力特征值可取为1800+82=1882kN。
（2）再如广东省某区楼盘桩基础设计该楼盘是建筑面积约40万m3的高层住宅小区楼，有17栋住宅楼，分别为32层、33层。其土层自地表到岩层依次为人工填土、粉质粘土、淤泥、中粗砂、下伏基岩为全风化、强风化、中风化岩，其4-1号孔点土层参数见表2。
由于有10多米的淤泥层，且淤泥层下方为强风化、中风化和微风化泥质砂岩，故设计拟采用灌注桩基础，以微风化岩为持力层。以孔点4-1为例，直径选为1000mm，考虑淤泥层的负摩阻力的影响，中性点以上负摩阻力为－186kN，中性点以下正侧阻力和端阻力的和为5950kN。
Ｒa=5950－186=5764kN。
故选直径为1000mm的灌注桩单桩承载力特征值为5200kN。桩直径选为800mm，1000mm，1200mm和1400mm，单桩承载力特征值分别为3500kN，5200kN，7800kN和9800kN。
结束语
建筑桩基础土建工程是建筑工程施工中最基本的工程组成部分，该技术的质量直接影响整体建筑工程的质量和其稳定性，因而在实施桩基础工程施工期间，要全面提高灌注桩施工技术和预制桩施工技术的运用效率，针对不同的使用材料采用不同的桩基础土建施工技术，进而从整体上提高高层建筑工程的稳定性、可靠性和安全性。
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论文作者:刘信兴
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/17
标签：桩基础论文; 承载力论文; 特征值论文; 土层论文; 阻力论文; 技术论文; 建筑论文; 《防护工程》2017年第35期论文;