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摘要：近些年来，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。伴随而来的是，人们对建筑的要求也越来越高，这不仅在外观上，要符合现代人的审美，还要满足对建筑功能和质量的要求。桩基础技术在建筑工程中的应用，从很大的层面上满足建筑使用和安全的需求，工程的管理者要结合具体建筑的施工特点，来选择合理的桩基础施工技术，提升建筑的经济和社会效益。
关键词：建筑结构；桩基础；设计
1桩基础概述
1．1桩基础
承台和桩基共同构成桩基础，承台处于桩的顶端位置，根据承台所处的不同位置，可将桩基础划分成高承台和低承台的桩基础。所谓低承台的桩基础，就是承台的底面和土相接触，而桩身被埋藏于土中这一类桩基础。而高承台的桩基础，指的是承台的底部处在地上面，桩身的上半部裸露出地面这一类桩基础。通常情况下，建筑施工中采用的都是低承台的桩基础，尤其广泛地应用在高层建筑中。
1．2设计原理
结合工程的设计需求，以及在地质勘察过程中所获得的资料，并综合考虑施工中的具体条件，将桩基础的长度，所要用到桩的数量以及所选桩的类型等确定下来。根据工程建设的需要，选择承台的构造和尺寸，确定单根桩所能承受的承载力，进行平面布置，再通过对桩基础的承载力进行验算，大致计算出桩基础的沉降量以及桩承台的强度等。
2建筑工程常用桩基础类型
2.1预制桩
预制桩，是运用一种或多种专用型机械设备，把已经预制好的，且有一定构造、刚度与形状的桩，以振入、压入等直接打入的方式置入土中的桩型。依据桩身材料的不同，预制桩有如下划分：木桩、钢桩、钢筋混凝土预制桩及组合桩等。对于钢筋混凝土预制桩而言，其具有耐腐蚀性能好、桩身强度高及制作方便等特点，且单桩承载力高，不足之处是，打桩噪声大，总体成本高，截桩、接桩比较困难等。对于钢桩来讲，主要有两种类型，钢管桩与H型桩。钢桩桩身截面积小，表面积大，而且还具有较高的桩身强度。在进行沉桩时，挤土影响小，贯透能力强；对于地层为饱和软黏土地区，能够显著减少其对相邻建筑物的影响，不足为总体价格高，耐腐蚀性、耐久性差。
2.2灌注桩
灌注桩是在建筑工地现场，利用钢管挤土、机械钻孔，或通过人力挖掘等方式，使地基土中形成桩孔，然后将绑扎好的钢筋笼放入孔中，浇筑混凝土，最终所形成的桩。根据成孔的方式、方法不同，灌注桩又可划分为，泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、沉管灌注桩与内夯沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩等。泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩在实际成孔施工中，将事先制备好的泥浆注入孔内，或者是用钻削的黏土与水混合，钻孔削土与护壁泥浆混合，一边钻边，一边外排泥浆，同时着手孔内补水或补浆操作，利泥浆护壁，有效的避免了孔壁出现坍塌的情况。当钻孔深度达到要求后，将孔底泥渣清除，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆夯扩成孔灌注桩，实际就是在桩管内设置一根与外桩同等长度的内夯管，用于替换钢筋混凝土预制桩靴，并且与外管同时打入到一定深度，将其当作传力杆，把锤击力桩端传送，夯扩成大头形，使地基密实度增加。此外，通过桩锤及内管的自重，把外管当中的现浇桩身混凝土进行密压，使之成形，然后将水泥浆向桩侧土体压入，并且对桩侧土进行挤压，以此来提升桩的承载力。
3桩基础设计及其应用
3.1案例分析
设计之初，设计者根据承载力和地基土指标间的关系，来估算单桩竖向的抗压承载力，但是估算值通常会和实际的承载值存在着差距，因此，要将估算值，通过试桩以及试打桩来进行验证，并根据验证接过来适当地调整。同时，设计施工图纸时，还会通过静载荷试验来获取较为准确的桩承载力和其他相关的设计参数，这种方式对于地理环境较为复杂的桩基础建设有很大的帮助。在实际施工中，由于时间的限制，工作人员会根据勘察报告上的数据，来进行桩基础的测试，并根据估算的承载力值，来进行桩基础的设计和施工，要尽可能地将误差控制在最低范围内，否则，误差过大，就会对建筑造成不良的影响。某市建筑工程项目中，需要建筑起一栋商业住宅区，设计规划阶段，将建筑确定为20层，其中地上19层，地面下负一层，工作人员在设计时，结合地质勘察报告上的数据，选用的D400型号的预应力管桩，管桩的长度的约为20m，并对单桩承载力进行估算。实际工程建筑的中，通过试桩得到的实际承载力比估算值提高了近33%。采用的是试验值，使得工程的投资成本大大降低，提升了工程建筑的效益。从中可以看出，通过试桩可以降低桩基础施工的难度，同时避免材料的浪费。
3.2传统设计误区
现代社会，高层建筑是较为普遍的，各种居民楼、写字楼、酒店等高耸林立，很多住宅楼都是采用的剪力墙结构，这种结构的整体刚度较大，并且刚度和荷载均匀地分布，建筑结构的上部刚度，对于基础的沉降起到的的作用较大，在结构的设计方面更为便利。但是，办公楼以及酒店等高层建筑，用的是框架核心筒和框架剪力墙结构，也有的采用的是框支剪力墙或者筒中筒结构，这类结构的整体刚度要次一些。刚度和荷载不均匀的分布，上部结构和地基桩基之间的有着更为复杂的作用，桩基础的设计难度提升。这种结构如果在工程建设中没有恰当的处理，就会引发多种问题。
3.3变动刚度的设计细则
（1)调整桩土支撑刚度。将调整的桩土的支撑刚度作为设计原则，由地质条件、荷载以及上部的结构进行布局，并要充分考虑到它们之间的联系和相互作用，采取强弱结合的方式，将增沉和减沉相结合，通过这种刚柔并重，整体协调的方式，针对具体的情况，采取差异沉降，将承台的内力尽量减小。对桩土支撑的刚度，实际的操作中要进行充分严密的度量。对于单桩，桩的承载力与其支撑的刚度呈现正相关性，而群桩，由于支撑的刚度，随着桩数量的增加以及桩距的减小而不断降低，会产生群桩效应。
（2)剪力墙结构的变刚度设计。对于剪力墙结构而言，它的整体刚度较好，并且荷载会通过墙体传输给基础，呈现均匀地分布。而对于荷载较大的楼梯间和电梯井，应该对布桩加以强化。在布桩时候，要将基桩布置在墙下，而墙体的交叉处和墙体的拐角处，更易于布桩，如果承台和基土之间没有脱空，也可以采用复合型桩基。
（3)桩基施工压桩力低于设计的承载力。某市建筑的高层建筑，采用D400型号的预应力管桩，要通过地质进行仔细地勘察，根据报告显示的单桩承载力是660KN，在进行试打桩试验时，四根桩连接起来最大压桩力是300KN，相比于承载力，要小很多。经过设计者的研究分析，各土层的设计也都与建筑要求相符合，并且周边工程的地质勘察结果也都显示出准确的结果。经过一段时间后，再次试桩表明，试验的承载力与之前的结果相一致，能够满足设计的要求。
结论
综上所述，在建筑结构中桩基础设计中，设计人员需要充分考虑到工程建设要求，根据实际情况来选择合理的桩基础施工技术，同时，为了满足使用者个性化需求，桩基础施工技术应该吸收更多前沿技术形式，提升建筑地基稳定性。
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论文作者:张维峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/15
标签：承载力论文; 刚度论文; 桩基础论文; 建筑论文; 结构论文; 泥浆论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第2期论文;