建筑结构设计中桩基设计研究

建筑结构设计中桩基设计研究

周鑫宇

身份证号：421083198805152834  湖北省武汉市  430000

摘要：为设计可靠的建筑桩基础结构，设计人员应结合建筑项目的实际需求、现场地质条件，对桩基础进行合理选型。然后，依据建筑结构相关设计规范，确定桩基础结构中桩身、桩径的设计规格，总结完善桩基设计方案的方法，以此保障建筑桩基础结构设计的合理性，为建筑结构设计水平的提升创造有利条件。基于此，对建筑结构设计中桩基设计进行研究，以供参考。

关键词：建筑结构设计；桩基设计；要点研究

引言

桩基设计能为建筑带来良好的承载力保障,有利于建筑结构稳固性的提高,进而带动建筑整体质量的提升。但是,因建筑施工体系复杂性相对较高,在设计桩基时也同样过于复杂,要从专业思维角度出发展开全方位考量,以便为桩基设计提供有效保障。同时,要求设计人员密切结合建设实际情况展开方案的设计,在保证施工可行性的基础上,赋予建筑结构安全性与稳定性保障。

1建筑桩基础及种类

桩基础包含基桩和具备连接作用的承台部分。通过对承台位置的调整,即可在一定程度上改变整体基础。建筑桩基种类主要包括三种:①人工挖孔桩。我国建筑工程施工方法中,人工挖孔桩的使用频率相对较高,且经济实惠。人工挖孔桩的施工效率相对较高,虽然对人力资源的需求较大,但基本上不会影响工程周边的生态环境,且整体上不会产生较大的成本支出。同时,在人工挖孔桩中,可增大桩基地,能及时且合理地判断地下水走向,决定是否向前继续开挖,在及时做好开挖范围的确定后,再用混凝土灌注,能为建筑工程桩基质量提供可靠保障。②钻孔灌注桩。作为常用施工技术之一的钻孔灌注桩,主要是在机械钻孔后安置钢筋笼于孔内,然后通过混凝土灌注成桩的一种桩基施工方法。该方法的关键在于施工顺序的明确,需要在成孔后再成桩,同时,要以施工现场实际情况为根据对最终成桩方法展开判断。该方法的弊端在于无法确保成桩后是否处于垂直状态,因此,在施工期间要做好机械设备的合理选用,以稳定性更高的设备为宜,做好施工点的精准判断,消除钻孔中可能出现的位置偏差情况,可适当增大桩基基础支撑面积,以便能够更精准地实施钻孔作业。③静力压桩。静力压桩的方法操作较为简易,成本耗费极低,主要是通过建筑物向下压力与桩架本身重量的运用迅速将桩压入地下完成桩基制作的方法,该方法能确保桩基处于准确的位置上,且在施工中不会产生噪音,不会产生过于明显的向下震动感。该方法在设计小型建筑物结构中得到了相当广泛的应用。

2建筑结构中桩基础的设计要求

①为确保建筑结构设计的可靠性，桩基础、地基土层的作用力应相对稳定，确保桩基在承受建筑物荷载时，桩基础的承载能力符合建筑荷载要求，不会出现不均匀沉降、沉降量过大等问题。因此，设计人员应重视桩基础的荷载计算，控制好桩基础的挠曲变形、弯矩等设计参数，加强桩基础强度设计，使桩基础结构内力处于建筑基础结构材料强度的容许范围内，保障建筑桩基础的稳定性。②桩身规格设计、基础桩布置、持力层选择会直接影响建筑桩基结构设计的合理性。设计人员应通过以上参数的控制，增强桩基结构的承载能力。同时根据建筑结构的设计要求，计算桩基内力、确定桩身配筋率、局部材料强度等数据。③桩基设计时，还应考虑建筑项目的建设成本。设计人员可基于合理的设计方案，在把握桩基整体性能的基础上，对比分析设计方案，选择造价较低的方案，确保建筑桩基结构设计的经济性。

3优化建筑桩基结构设计的基本思路

3.1充分考虑到各种因素和环境的影响

地基基础的设计要充分考虑到各种因素和环境的影响，并根据国家有关规定进行设计，在设计时应充分考虑施工场地的具体条件、地质条件，以及地基间距、施工标准、后期的维修与利用。不管是工业、民用、高层、超高层建筑项目，都要经过实地考察，为下一阶段材料采购和施工组织设计提供依据。在进行设计前，不去实地考察、调查，很容易导致设计偏离现实，忽视许多未考虑到的问题，导致资源的浪费。因此，在进行设计时必须综合考虑各种因素，从而达到最优的设计方案。在砌体结构优化中，可采用条状结构、钢筋混凝土等进行优化设计。当地基的宽度超过2米时，为了提高地基的稳定性，必须引进弹性地基来增加其稳定性，比如采用钢筋混凝土地基。而根据地质情况和工程环境的不同，其地基的设计方案也不尽相同，应根据实际情况进行优化，具体情况具体分析。

3.2位于边坡桩的处理

一般而言，山地城市建设土地资源非常有限，其人-地矛盾较一般平原城市更加突出；山地规划建设过程中，既要考虑生态环境保护，又要考虑合理利用有限的土地资源问题，这就不可避免的导致部分建筑位于坡度较大的斜坡上，。塔楼所在位置原始地形坡度约为1：1，塔楼主体结构及基础方案设计时，结合原始地形地貌，在塔楼底部设置多个嵌固端，。土石方开挖时，结合塔楼方案及原始地形，将场地平整为多个台阶，既可最大限度的减少土石方开挖及回填，又可以为施工提供较好的作业平台，保证施工安全性及便利性。

3.3设计管理的维度

建筑的复杂性、不定性和设计的综合性、系统性决定了建筑设计管理不可能通过点对点的模式以实现，必须考虑在建筑设计作业中基于建筑特质、设计规律、市场影响、人才构成、机制模式、政策因素等，给管理重心和管理架构施加所潜在的影响。作业效率和设计质量不仅要依赖于合理顺畅的流程和符合规制的标准，还应有实操性的技术导则提供支持，实现从单向管理到双向赋能与管理结合的转变。

3.4加强设计参数验算，确保承载力计算准确性

桩基设计期间，设计人员不仅需要计算单个桩的桩身承载力，还应根据桩基布置方案，以及群桩和承台、建筑结构之间的作用力，采用有限元计算模式验算桩基设计参数，分析单根桩基、群桩的承载力。为保证群桩承载力计算的准确性，设计人员在单独运算单桩承载的前提下，可通过复核计算的方式对桩基结构的整体设计参数进行强度计算。然后在原有基础上计算离散单元跨度，减少模拟计算量，提升计算效率。根据以往的经验可知，部分桩基会出现预期沉降量与实际值不符的情况，为避免该问题，需要设计人员利用地基结构的土体弹性模量、泊松比，准确计算桩基结构建设材料的承载力。完成基础设计后，需要进行成果核算，用可视化先进技术建立3D模型，输入设计参数后模拟运行，保证承载力计算准确。

结束语

随着建筑业的迅速发展，建筑工程的设计水平得到了极大的提高。而在整个工程中，桩基基础的设计更是重中之重，它直接影响到整个工程的安全和质量，所以要充分考虑地基和桩的设计。地基基础是一种隐秘的工程，在进行设计时，必须经过现场的调查和综合考虑，并与施工相关的各种参数进行相应的计算，并据此进行桩基的设计。但在实际施工中，由于受到设计者和其他因素的影响，致使地基基础和桩基的设计中出现了许多问题，这些问题给施工带来了一定的影响，不仅会增加项目的整体造价，还会对项目的安全造成威胁。所以，必须对影响地基、桩的设计要素进行分析，并针对这些问题提出解决办法，以保证工程质量，既能满足人们的建筑需要，又能推动建筑业的健康发展。

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