关于土木工程桩基设计与应用分析

苏鹏程 牛子煜 李辉辉

摘要：近些年来随着我国经济的飞速发展，建筑行业得到了蓬勃的繁荣，在建筑工程中，经常会用到桩基，可以说桩基的设计是土木工程建设中的基础，亦是关键环节。桩基作为这些高层建筑物的基础，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，设计出合理的桩基尤为重要，它对于成本的节约和安全的保障方面有起着很重要的作用。

關键词：土木工程；桩基；设计

1.土木工程桩基的概述

桩基作为这些高层建筑物的基础，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，设计出合理的桩基尤为重要，它对于成本的节约和安全的保障方面有起着很重要的作用。桩基设计流程：调查研究，收集设计资料选择桩的类型及其几何尺寸确定单桩承载力确定桩的数量及平面布置；确定群桩或单桩基础的承载力桩身构造设计与强度计算承台设计绘制桩基础施工图。

2.土木工程桩基的设计考虑因素

2.1工程地质情况

现如今，桩基的应用在建筑工程工作实施过程中应严格控制管理，不仅给桩基的合理运用以可靠安全的保证，也使得整体工程项目的质量标准得到保障。在一般情况下，如果遇到地质情况较为恶劣的地区，无法有效的保证桩基施工过程中不会产生过大的沉降，因此通常不允许进行高层建筑的施工。另外，由于高层建筑、超高层建筑等工程项目整体的荷载很大，因此引起桩基发生局部均匀沉降的几率也较大，而由于桩基沉降所引起的建筑物的荷载受到影响，甚至会产生倾斜、倒塌等，对建筑物的安全性产生严重的影响。因此，在桩基础的设计时，就需要对工程的地质情况等因素进行综合的考虑，在桩基施工时，应当采取有效的手段，尽量减少外部因素对桩基产生的影响。尤其是在土质较为松软的地区，更要注重对桩基稳固性和抗震性能的重视，才能够有效的保证桩基工程的质量。

当桩基发生质量问题后，若处理不及时，结果给工程留下隐患。

2.2桩型、桩长的设计

在桩基设计的过程中，桩长和桩型的设计至关重要，在设计的过程中，合理的桩型设计，能够为施工节省造价。如设计者可以根据工程的实际情况，将桩型设计为预制小方桩，这样施工的预算仅为预应力管桩的一半，节省了大量的造价，所以说，选择合理的桩型，在桩基础设计中至关重要。而对于桩长的设计同样是这样的道理，设计者在设计的过程中要采取多种方案进行比较，选取经济合理的一种方案。

2.3静载荷试验

根据规范要求，在进行桩基施工前必须进行桩基抗压静载实验。然而在施工过程中，为了缩短工期，好多单位直接跳过了这个环节，工程结束以后再进行抗压载荷实验，这种做法是不科学的，在建筑工程桩基设计工作中进行静载荷试验是为了确保桩基设计在实际操作中的运用。由于在进行桩基设计工作时所受到的影响因素比较多，因此经常会出现为了考虑这些影响因素而直接运用估算数值在施工中的现象，使得静荷载试验只是的摆设，并未起到它应有确保设计参数准确的作用，缺乏合理性以及科学性。

当前，在进行桩基设计时经常会受到时间因素的影响而不得不参考一些其他的因素对桩基承载力进行计算，比如根据地质情况对桩基的参数进行设计，这样估算出来的设计数值如果直接运用到桩基设计和施工中，则必须要在桩基工程完成后进行静荷载试验，这种操作显然缺乏科学性，同时也取法保证桩基设计的相关参数的准确性与科学性。

另外，如果桩基工程的规模较大，在进行静荷载试验时的难度也会加大，不利于补桩工作的完成。因此笔者认为，应当根据相关的设计标准，在对桩基进行静荷载试验之后再进行桩基的设计，这样便能够保证桩基设计的有效性，同时也为各项工作的顺利开展提供了基本的保障，在提高施工单位的经济效益方面也有着显著的作用。所以，设计者应当充分重视桩基设计中静荷载试验环节，并且通过有效的静荷载试验获得准确的数据，再根据该数据进行桩基设计方案的确定，这样能够在缩短工期的同时，提高工程的效益。

3. 土木工程桩基应用存在问题及解决措施

3.1土木工程桩基设计与应用存在问题

3.1.1桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高

这里可能存在两种情况，其一是地质报告有误，桩实际承载力大于计算值，必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力。其二则可能由于土层本身原因，譬如说饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基根本无法压入，这就需要我们从施工措施上去解决。首先是必须制定合理的施工顺序，譬如说跳打，使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩；其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械，要避免抬机等现象出现；另外可以采取引孔，设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力。当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内，且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。

3.1.2桩间距

为了避免挤土效应对成桩质量的影响，设计中应控制桩间距在允许范围之内。某工程有部分桩间距不能满足JGJ94-94-2008第3.3.3.1条；某工程01栋与05栋间二排桩之间桩间距不足；某项目采用的“A”型压桩，根据97G3611图集说明，应用“B”型，相邻挖孔桩扩大头净距小于1m，违反《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.5.3.1条

3.1.3关于桩基竖向偏差的控制和处理

桩基施工中对桩的偏差必须严格控制，特别是对于承台桩及条形桩，桩位的偏差都将产生很大的附加内力，而使基础设计处于不安全状态。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高，尽可能地使工程桩标高同设计一致，特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量，否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。而我们设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑，建议针对目前的施工质量，设计中可以考虑2mm左右的偏差容许，这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩，这在实践工程中具有相当的可操作性，避免了大量不必要的工作。

3.2土木工程桩基应用存在问题解决措施

3.2.1处理前应具备的条件

事故性质和范围清楚；目的要明确，应有预定处理方案。事故处理应满足的基本条件：对事故处理方案要求安全可靠、经济合理；对未施工部分应提出预防和改进措施，防止事故的再次发生。事故应及时处理，防止留下隐患。

3.2.2桩成孔后，应检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等数据必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求，就应及时分析解决，方能灌注砼、移动钻机，防止类似问题产生造成不必要的浪费。基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料，发现质量上问题，必须经研究后方能挖土，防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。

3.2.3应考虑事故处理对已完成工程质量和后续工程的质量和后续工程的影响。如在事故处理中采取补桩时，应考虑会不会损坏混凝土强度和较低的邻近桩。

4.结语

桩基工程是一项很复杂的工程，设计人员在进行桩基设计时，一定要考虑多方面的因素，做到统筹兼顾，使设计的各个方面的合理有效，桩基是整个工程的基础，没有一个好的基础土木工程的后续工作没有办法顺利进行，有的即使完工但是也会存在严重的质量问题，所以针对这个想象，对于桩基的设计、排列、施工等又要有严格的技术控制，在保证安全的同时，使其经济效益更明显。

参考文献：

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[3]蒋晓静.浅议土木工程桩基设计与应用分析[D].上海交通大学，2012.（32）：226-227