建筑结构桩基础分析

建筑结构桩基础分析

彭伟1   杨轩2

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摘要：桩基设计是建筑工程中不可或缺的一部分，只有做好桩基设计，才能保证建筑结构更加合理，建筑质量得到可靠保证。因此，无论是设计人员还是管理人员都应该高度重视桩基的设计，不断探索有效的优化设计方法，提高设计水平，充分发挥桩基在建筑工程中的重要作用。本文将对建筑结构中的桩基进行分析和探讨。

关键词：建筑结构；桩基础；设计要点

前言

随着现代城市建设的不断推进，建筑行业在建筑形式上逐渐向垂直方向发展，越来越多的高层建筑不断出现，成为城市中最具特色的建筑形式。许多高层建筑采用桩基础设计。桩基础是一种古老的技术形式，基础决定着上层建筑的稳定性。在高层建筑设计过程中，考虑到系统的特点和要求，必须对荷载力进行有效的分析。在竖向荷载作用下，桩基相互作用明显，可以根据工程实际情况有效分析设计形式。但桩基工程和静载试验的许多设计指标难以达到理想的设计要求，增加了设计难度。因此，工程设计人员需要根据实际情况调整应用参数，考虑建筑体系的后续要求，适当优化桩基设计。建筑系统的应用周期相对较长，如果只在静载试验结果出来后再进行设计，偏差会很大。因此，需要根据实验结果的具体要求，及时对实验结果进行评估，并进行相应的调整。

一、桩基施工技术的特点

(1)桩基承载力强，桩深入坚硬的持力层，如致密岩层、基岩、中密砂层。在单桩和群桩竖向承载中，承载力较强，可以承受建筑主体的所有竖向荷载，包括偏心荷载。(2)直桩刚度高，桩基单桩和群桩刚度很高。当其自身重量和相邻荷载作用于其上时，不会出现极不均匀沉降，建筑物可能产生的倾斜控制在一定范围内。(3)稳定性好，无论是单桩还是群桩，侧向刚度大，抗倾覆能力强，能抵抗地震和风力引起的弯矩和水平荷载，保证高层建筑的稳定性。(4)抗压和抗拔承载力强。桩体可以穿过液化土层，牢固地固定在基岩层和深层土层中，使建筑物的根部对外界形成强大的抵抗力，防止建筑物下沉或倾斜。

二、适用性

(1)当建筑物需要较大荷载时，选择桩基础。但需要注意的是，如果地面较弱，需要观察地下土层是否坚实。只有地下土层坚实，才能选择基础。(2)有基础问题的建筑物，如一些基础沉降较大的建筑物，经过一系列处理后不能满足建筑要求，需要根据建筑条件选择桩基。(3)相对重要的建筑物，此类建筑物可选择承载力也能满足建筑需要的基础，但这些相对重要的建筑物不能有较大的沉降，此时可考虑桩基础。(4)选择部分建筑后，会发现土层较薄，土质较差。如果选择一些条形基础，土方量会比较大。此时可采用一定形式的灌注桩，并可采用桩基础。
　　三、 建筑结构中桩基础设计的要点
　　（一）充分考虑施工现场基本状况
　　基于建筑结构中对于桩基础的合理应用和处理来看，为了较好提升其作用效果和价值，必须要首先了解相应建筑工程项目施工现场的基本状况，尤其是要把建筑工程项目施工现场所处区域的地质条件勘察清楚，针对该项目所处区域基本的地质条件和特点进行分析，把握好其对于基础结构处理的相应要求，如此也就能够较好提升其桩基础结构的应用价值效果。针对这种建筑工程项目施工现场基础环境的了解和分析来看，需要重点把握好土壤成分特点、地质结构类型、周围环境需求以及相应的地下水状况等，这些因素都可能会对于相应的基础结构施工产生影响，也都应该在相应的桩基础设计中得到较好的体现，另外该建筑工程项目施工现场应该进行单桩静载试验，为整个项目的桩基础结构设计提供较为准确依据。结合这些因素才能够选择最为理想的桩基础方式进行优化处理，切实提升最终桩基础结构的应用价值效果。
　　（二） 合理设计沉降缝
　　因为地基存在不均匀的沉降情况，所以会给建筑物造成一定的影响，所以需要正确设置沉降缝。因为建筑在建造的过程中土质基础存在一定的差异，而且建筑物相邻部分的荷载、高度以及结构形式有所不同，所以因此不均匀沉降会造成开裂或者是错动的问题。要想解决这些问题，就需要设置一个垂直的缝隙，把建筑物划分成多个单独的单元。不过在进行施工的时候，沉降缝很难在高层建筑里面发挥应用的效果。由于高层建筑的结构压力使得建筑地基设计变得更加复杂，对于沉降缝的设计会影响到地下室土层里面的嵌固作用，出现多余的压力，这样也会影响到建筑的安全性和稳定性，因此对于高层建筑来说，最好不要设置沉降缝，可以选择不同的基础种类和地基处理方法来解决所存在的沉降问题。
　　（三）合理调整好桩土支撑刚度
　　把调整樁土的支撑刚度视为重要的设计原则，合理布局上部结构、地质条件与荷载，全面考虑这些结构的相互作用与内在联系，运用强脱结合的方法，强调增沉与减沉的有效结合，实现刚柔并重，进而达到整体协调方法，结合具体情况，实施差异沉降，进而减小承台内力。在具体操作中，应加强对桩土支撑刚度的把控，进而开展科学而严谨的度量。桩承载力、单桩与支撑强度需呈现正相关性，群桩的承载作用会伴随着桩数量的不断增加、桩距减少而逐步降低，进而发生了群桩效应。

　　（四） 确定桩规格
　　在桩基础设计过程中，对于桩基础相应桩规格的确定是比较核心的一环，桩规格的确定必须满足建筑工程项目的基础结构安全性的要求，还得考虑整体基础的经济性。这种桩基础规格的确定主要就是围绕着桩基础结构的长度、横截面积等指标进行确定，促使其能够在基础结构中得到较好运用，除了这种桩结构自身的相应规格指标之外，还需要重点分析桩基础在相应场地中应用涉及到的一些基本指标，比如埋深等，就需要进行准确计算分析，促使其能够表现出理想的作用价值效果。针对这种桩规格的确定，不仅仅需要参考上述提到的建筑工程项目施工现场基本状况，还需要分析状结构自身的一些强度、承载力效果等基本指标，如此才能够最大程度上提升其整体作用效果。
　　（五） 做好桩平面布置
　　对于建筑结构中桩基础设计工作来看，除了要针对单个桩进行相应规格的明确设计之外，还需要把握好整个桩基础结构的平面布置状况，尤其是要把握好桩基础平面布置的重心以及相应间距，促使其能够较好稳定整个基础结构，表现出较强的承载力效果。在现阶段的实际应用过程中，应用效果比较理想的一些桩平面布置方式有梅花形网格状、不等距排列方式以及矩形网格状等基本类型，这些基本平面布置方式都能够体现出较为理想的作用效果，需要结合建筑工程项目基础结构的基本特点和需求进行合理设计。
　　（六） 验算桩的承载力效果
　　为了更好提升建筑结构中桩基础设计效果，还需要重点针对桩的承载力效果进行重点验算分析，促使相应的设计人员能够准确掌握桩基礎结构在应用中能够达到的基本承载力水平，如此才能够进行最终设计确定，保障其能够在基础结构中得到可靠应用。

结语：
　　总之，高层建筑越来越多，成为城市的典型标志。而桩基础在高层建筑是最为常用的，但是作为一项比较的繁琐的工程的，设计和施工者要统筹各个环节，将其合理的、科学的应用其中，保证建筑的质量高、造价低。
　　参考文献：
　　[1] 李洪涛.建筑结构设计中桩基设计方法及实例分析[J].建筑技术开发，2019（8）.