建筑结构设计中的桩基设计要点

建筑结构设计中的桩基设计要点

陈江峰，唐胜中，刘文锋

中国建筑第二工程局有限公司中原分公司 河南 郑州 450000

摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，当前建筑行业发展速度越来越快，人们越发重视建筑工程的安全性，目前高层建筑基础常常采用桩基础形式，因其工期可控，施工技术也相对成熟。在设计过程中桩基础的合理选择对整个工程造价和工期都有极大影响，目前包括房地产开发公司、设计院等都非常重视桩基设计的合理性。基于此，在建筑结构设计中选择适合的桩基础类型，对整个项目的建设起到至关重要的作用。

关键词：建筑结构设计；桩基设计；要点 

引言

建筑行业发展速度越来越快，人们越发重视建筑工程的安全性。目前，高层建筑基础常常采用桩基础形式，其工期可控，施工技术也相对成熟。在设计过程中，桩基础的合理选择对整个工程的造价和工期都有极大影响，因此房地产开发公司和设计院等都非常重视桩基设计的合理性。在建筑结构设计中选择适合的桩基础类型，对整个项目的建设起到至关重要的作用。因此，加强桩基设计研究具有重要的意义，需给予更多关注。

1建筑结构桩基础分类

桩基按照不同的分类标准分为不同的类别，因此有必要明确分类标准，熟悉各种桩基的优缺点，为后续设计提供保障。(1)承台位置高度划分，主要包括承台高桩和承台低桩基础，前者多用于桥梁、码头等工程，后者适用于房屋建设。(2)不同的承载性能可分为端承桩和摩擦桩。端承桩是指通过软土层，依托建筑结构在桩端硬土层的实际荷载，对桩体的摩擦力较小。摩阻力桩主要是指沉入一定深度的软土中，在桩侧土体的实际摩阻力作用下，完成上部荷载向周围土体的分散，桩端土体有一定的支撑作用，桩与土体有相对位移，摩阻力桩。(3)桩分为不同的材料，主要有钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等。钢筋混凝土桩可预制或现浇，桩长和实际截面尺寸应根据实际设计要求选择;钢桩本身具有较大的承载力，运输、打桩等作业十分方便，但钢材消耗量大，经济性差，仅在少数重点工程中应用;木桩的使用频率较低，仅用于局部加固或临时工程。（4）制作工艺划分，包含钢筋混凝土预制桩、灌注桩，前者主要是在工厂或现场完成预制，利用锤子进行击打、振动沉入等方式，促使其最终沉入地下；后者又称为现浇桩，可直接在设计桩地基完成成孔，在孔内放置相应的钢筋笼，最终灌注混凝土形成桩，其与预制桩相较，可节省钢材使用量，持力层起伏平整性不佳时，长度可按照现场实际状况设计。

2建筑结构设计中的桩基设计要点

2.1全面分析施工现场实际情况

在对建筑结构施工期间，应当对桩基结构进行科学处理，确保桩基结构施工作用能够得到充分发挥。要求相关专业人员严格把握建筑结构施工质量，细致分析施工现场地质特征、水文条件等因素，精准把控建筑桩基结构的处理，以提高建筑桩基结构的实际应用效果。在对施工现场进行勘察时，要细致分析工程所在地区的地质结构、土壤条件、周边生态环境特征等要素，不断优化桩基结构施工方案，从而达到更好的施工效果。

2.2确定桩基础规格

在确定桩基础条件时，要掌握实际工程中桩基础的应用条件，并进行严格的数据验证。此外，有必要在施工现场对施工项目的实际情况进行调查，结合桩基础结构的强度和承载能力，保证桩基础的设计效果。为了保证桩基的设计效果，合理确定桩基结构的截面积、长度等桩基规范非常重要。桩基设计前，根据工程的实际情况，结合建筑行业标准进行桩基设计。初步确定桩型后，综合计算桩承载力、桩截面和桩长。技术人员在设计过程中需要充分了解情况，并深入分析场地情况，了解建筑结构的荷载、承载能力要求，这样才能保证桩基的设计效果。

2.3桩长和桩径选择

(1)桩长选择与桩端承载层的选择和桩端承载层的深度密切相关。桩端承载层是影响桩基承载力的核心因素，它制约着桩端阻力和侧阻力的发展，因此应选择硬度较高的承载层。同时，应保证桩端进入承载层的实际深度，以充分发挥其承载力。当桩端进入承载层时存在一个临界值，当达到一定深度时，阻力满足要求，称为临界深度。如果桩端进入承载层的深度较小，会导致桩端发生剪切破坏，降低桩端阻力。临界深度与土壤性质有关，不同土壤之间存在较大差异。砂砾土的临界深度为3~10d，粉土和粘性土的临界深度为2~6d。在确定桩顶进入持力层深度时，应考虑持力层厚度和下垫层条件。如果下部为软弱卧层，实际强度和变形应严格按等代坚实地基计算。桩长选择关系到桩基础的设计经济性，保证了建筑结构的可靠性。(2)桩径选择桩径的选择取决于承载力、地质条件、桩长等因素。对于摩擦桩，桩径越小，桩长越长，极限承载力效率越高;端承桩直径的确定应从经济角度考虑。从设计和施工的角度来看，不同的土质条件和不同的桩径尺寸是不同的。因此，采用端部岩层时，建议选用直径较大的桩。地质条件较为复杂，应明确不良地质条件对成桩的不利影响，最终确定桩体直径。

2.4控制偏差

在桩基础施工中，必须严格控制偏差，特别是对条形桩和承台桩。一旦存在偏差，附加内力必然导致桩基不安全。如果在施工中出现较大偏差，则需要采取填桩等措施，增加施工任务量，从而造成经济损失。对于较为常见的问题，可采取以下措施:例如，当桩顶标高高于设计标高时，可采取截桩超长部分的措施。如果是空心桩，切割会导致施工困难，经济效益差。当桩顶标高低于设计标高时，可对桩进行修复，对施工影响较大。因此，施工单位必须严格控制桩顶标高，保证标高与设计一致，在施工中必须综合考虑，为基础施工做好准备。

2.5桩身设计

在建筑工程桩身设计过程中，需要明确上部结构荷载力、桩身长度、桩侧阻力以及桩端的阻力。注重对桩身结构设计方案的经济效益进行综合分析，对桩底进行注浆处理。在布置主楼桩身结构期间，可以按照核心筒内力，得出所需的桩体数量。按照框架内部柱体内力，对桩体布置位置进行合理设计。在纯地下室设计过程中，应当细致计算出柱体内力、压力以及浮力等数值，并将浮力作为地下室桩身结构的主要控制内力。利用先进的设计软件，得出桩径浮力数值，并开展抗拔桩布置工作，保障桩身结构设计合理，有效解决纯地下室浮力过大的问题，以促进后续工程建设工作有序开展。

2.6明确桩基础作用力的特征

在基础结构设计中，桩基础能很好地承受建筑上部的压力，达到良好的承载效果，并最大程度地减少了建筑上部的不均匀沉降。在进行建筑结构桩基础的设计时，要充分把握建筑桩基础的施工需要，通过合理的力学角度分析，明确桩基础、上部结构的施工力，进而确定合理的桩基础设计方法，让建筑桩基结构设计更加合理，保证施工的稳定性和可靠性。在此过程中，要认真研究上部结构的荷载，合理确定桩的截面积，明确确定桩基础的应力点和作业点。

结语

桩基础设计合理性及科学性，关乎建筑结构稳定性及可靠性，需对其加以关注。桩基础设计过程中，应掌握设计各要点，并严格依照相关要求做好取值及试验，综合性考量现场地质条件，保证设计与后续施工吻合性，确保桩基设计合理性及可靠性，为建筑施工安全性及质量保证予以支撑。

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