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

王子迪 ,贾鑫杰

浙江天目工程设计有限公司

摘要：桩基是建筑结构中极其重要的一部分，其质量直接关系着建筑工程的整体质量，但是建筑结构设计中的桩基设计比较复杂，对专业人员的技术要求比较高，这也就对建筑结构中的桩基设计人员提出了更高的要求。本次研究对建筑结构设计中的桩基设计要点进行了深入的探讨和分析。

关键词：建筑结构设计；桩基设计

随着我国社会经济水平的提升，建筑行业迎来了极大的发展空间，但是为了能够更好的适应新时期对建筑行业提出的要求，各工作人员要及时意识到自身职责的重要性。建筑结构设计在很大程度上直接关系着整个建筑工程的建设水平。在对建筑结构设计中的桩基设计进行分析后发现，设计人员一定要明确建筑结构设计中的桩基设计要点，通过优化建筑结构中的桩基设计方案，进一步提高建筑工程结构的安全性能，为桩基的稳定性做好保障，从整体上提高建筑结构的使用性能。

1、建筑结构中桩基础分类

建筑结构中基础的类型比较多，按照不同的标准可以分成不同的类型，如果以桩基承台位置的高低为标准，可以将建筑结构中的桩基础分成高承台桩基础和低承台桩基础，在桥梁工程、码头工程中应用高承台桩基础的比较多，在房屋建筑工程中一般都应用的是低承台桩基础。如果以桩基础的承载性质为标准，可将桩基础分成端承桩和摩擦桩，穿过软弱土层，并且将建筑结构的实际载荷依托在桩端的坚硬土层中一般指的是端承桩。而需要沉入软弱土层中一定深度，并且在桩侧的实际摩擦作用下，将建筑的上部载荷分散至周围土体中，此时桩端发挥着一定的支撑作用，桩基与土壤可能存在相对的位移，此种桩体为摩擦桩。如果以材料为标准进行分类，可以将建筑结构中的桩基础分为钢筋混凝土桩、钢桩和木桩。一般情况下钢筋混凝土桩可进行预制或者现浇，施工人员会按照具体的设计标准以及设计要求，自由的选择基础桩的截面尺寸以及长度。相比较而言，钢桩的自身承载力比较大，不但是运输和使用方面都比较便捷，但是嗯对钢材的需求量比较大，在经济性和成本控制方面可能会无法满足工程桩基础设计的要求。在一些工程进行部分结构加固或临时工程中一般应用的为木桩，其应用频率较少。

2、影响建筑结构设计中桩基设计质量的因素

在建筑结构设计中桩基设计的过程中，影响其设计质量的因素比较多，最为常见的就是桩基的型制和桩基的长度，其均直接影响着装机的承载能力。另外桩基础的材料、直径等可以通过设计进行控制和优化。所以说，型制和桩基长度是影响桩基础承载能力的重要因素。根据具体的建设方式进行桩基型制的选择，比如要根据实际施工方案对桩基础的型制进行选择，减轻施工难度的同时，缩短施工时间。在桩基础长度方面，也要根据建筑工程的实际情况对桩基础的长度进行控制。

3、建筑结构设计中桩基础设计要点

3.1合选择桩基类型

建筑结构设计中的桩基设计中，桩基础型制是核心内容之一。在进行选择的过程中，设计人员一定要综合性的考虑到多个因素，包括建筑工程建设区域的地形、地貌特征、地质条件、所处区域的施工环境、各种不同桩基础的施工工艺特征以及桩基础的施工难度等多个方面的内容，还要对制作桩基础的材料、涉及到的整体造价、施工的难易程度等进行综合性的分析，结合多个方面的因素选择最经济、最便捷的施工方案。但是实际上，在进行桩基础型制选择的过程中，基准不同，最终的选型也不同。设计人员首先要根据建筑工程的地质条件进行桩基础的型制选择，如果建筑工程施工区域土层比较硬，岩层埋设深度比较浅，那么建议优先采用灌注桩。如果为淤泥，为了避免后期桩基础出现缩颈等质量问题，则需要选择预制桩。如果施工区域地质为粘土、粉土和砂等，则一般选择冲孔灌注桩比较合适。

在设计中设计人员还可以根据桩基础的载荷类型来进行桩型的选择，这里提到的桩基础的载荷类型包括载荷动静态、固定载荷的实际大小、竖向载荷的偏心距等多项目参数，每一个参数都直接影响着桩基的水平或者竖向承载力，设计人员要根据桩基础的载荷实际大小设计最为科学的单桩承载力。如果承载力较大。设计人员要注意适当的增加桩基的长度和直径，如果过大则会导致成本增加，如果单桩的承载力过轻，则需要增加桩基的实际数量，地基的价值得不到发挥。桩基的设计人员还要根据具体的施工条件进行桩型的选择，结合工程的具体情况，在明确每一种桩型应用特点的基础上进行桩型的选择，静压预制桩施工周期较短，根本不会产生噪声污染，尤其在市区内建筑工程比较实用。但是这种形式的桩对粉砂层埋藏厚度较大，在磁力层方面比较弱，整体经济性欠佳。打入式预制桩，包括方桩和管桩，方桩的强度较大，都比较快，但是需要使用大量的钢筋，成本较高。管桩的承载力比较高，穿透力比较强，相比较方众而言更加经济。灌注桩施工简单，并且施工方面基本无振动，无噪音，在建筑工程中应用的比较多。

3.2合理控制桩的间距

建筑结构设计中桩设计中，装间距也是设计人员必须要考虑的参数之一，桩间距直接关系着桩基的承载力，同时也直接决定着桩基施工的过程或者难易程度。在设计桩基之前，设计人员要明确到底是摩擦桩还是端承桩，如果为摩擦桩，在施工的过程中可能会对桩侧的土体造成影响，所以设计人员要合理的把控桩基与周边土体之间的距离，如果间距过小，桩基之间的土体发生沉降的风险较高，所以要适当的增加摩擦桩之间的间距。如果为端承桩，这种桩在施工的过程中对周围土地造成的影响比较小，设计人员可以适当的缩小端承桩之间的距离。设计人员在确定桩距时，还要考虑到成桩的过程，比如成桩过程中的挤土效应，避免后续施工的过程中对桩基造成干扰。

3.3桩长和桩径的选择

在建筑结构设计中进行桩基设计时，设计人员还要对桩长度进行控制。因为桩基础的长度与桩端的持力层和进入持力层的深度等多个因素有关。尤其是桩端持力层直接影响着桩基承载力，同时又会对桩端的阻力和侧阻力的发挥造成约束，所以在进行持力层选择时一般要选择硬度比较大的持力层。还要对桩端进入持力层的实际厚度进行严格的控制，保证桩基础自身承载力的发挥。一般情况下桩端进入持力层有着一定范围的临界值，当桩端进入池内层达到一定的深度后，其实桩端阻力符合规定，也将进入持力层的深度称之为临界深度。如果桩端进入持力层的深度比较浅，那么会破坏桩端的剪切力，导致桩端的阻力降低。所以从这方面来看，建筑工程桩基所处区域的土壤性质直接决定着临界深度，设计人员要明确桩端进入持力层的深度，同时还要考虑到持力层的厚度和卧层的状况，合理的选择桩基的长度。

在桩基设计中，设计人员还要高度重视桩径的重要性，一般情况下，建筑工程中桩基承载力大小、施工区域的地质条件以及桩基的长度都直接决定着桩径的大小，如果为摩擦桩，桩径越小，长度越长，承载效果越好。如果为端承桩，除了上述因素之外还要考虑到施工的经济性。所以设计人员要从设计角度、施工角度以及各项目工程组织状况方面存在的差异，确定桩基的直径大小。根据施工区域的地质条件，明确不同地质条件可能会对成桩过程造成的不利影响，综合多个因素确定桩身的直径。

3.4单桩竖向承载力

在桩基设计中，设计人员还要考虑到单桩的竖向承载力，会涉及到桩基的承载力与地基土质的物理指标，对单桩的竖向承载力进行准确的估算，还要以估算结果为依据进行试验验证，然后对单桩的承载力进行调整，比如应用高应变动测法测试，能够有效降低承载力方面的误差，并且成本较低。设计人员要按照试桩实际承载力对桩基的承载力进行设计，保证设计方案的科学性和合理性，进一步增强建筑结构的可靠性。除此之外，桩水平承载力验算也是装机设计中需要考虑到的重点内容，设计人员要对桩基水平承载力进行验算，可有效提高建筑结构自身的抗震性能。其中会涉及到装生的截面尺寸、混凝土强度等多个因素。

结束语

总之，在建筑结构设计中的装机设计对于整个建筑工程的建设及后期使用均发挥着极其重要的作用，设计人员一定要将其重视起来，从多个方面提高桩基设计方案的合理性和科学性，增强桩基结构的稳定性和可靠性，明确桩基设计的要点，综合性的考虑到多个方面的因素，为建筑工程的施工安全以及施工质量做好保障。

参考文献：

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