建筑结构设计中有关桩基础的浅谈及分析

2019-11-28陈浩

建材发展导向 2019年23期

关键词：桩基础结构设计承载力

陈浩

（国策众合（北京）建筑工程设计有限公司，山西太原 030000）

设计人员要做好建筑结构基础设计工作，寻找最适当的设计方案，对民用结构建筑中存在的问题以及相关影响因素进行详细的分析，找到相应的解决措施，做好建筑结构基础设计工作。

1 桩基础的特点

1）承载力强，在建筑结构中，桩可深入到岩石层、基岩等土质坚硬的持力层，能够保证单桩或群桩具备较强的承载力，可承载起建筑主体全部的竖向载荷和偏心荷载，避免建筑结构出现不均匀沉降。

2）竖向刚度大，桩基础本身的竖向刚度较大，不会受自身重量和邻近荷载的影响而产生建筑结构不均匀沉降。同时，借助桩基础较大的竖向刚度，还可将建筑物倾斜控制在设计规范允许的范围内。

3）稳定性好，桩基础具备较大的侧向刚度和较强的抗倾覆力，能够抵抗风力、地震等外力作用产生的建筑物水平荷载，保证建筑结构的稳定性，避免因建筑物受外力作用引发结构性破坏。

4）抗压抗拔，桩基础穿过软弱土层直接深入到坚硬的持力层，使建筑结构的根部与持力层形成一体，借助持力层的稳固性，可增强建筑桩基础对外界的抗压能力和抗拔能力，避免建筑物出现倾斜、沉陷问题。

2 建筑结构基础设计影响因素

1）上部结构，上部结构可以与地基基础共同作用影响到建筑工程的稳定性，上部结构的质量不仅取决于自身受力强度，还受到地基基础变形的影响。同时上部结构对于地基基础的适应能力也影响到上部结构的稳定性。设计人员要根据地基基础选择合适的上部结构设计。

2）地质条件，设计人员在进行结构设计过程中一定要对建筑所处的地质条件进行充分地调查和勘查，掌握必要的精确资料，对于建筑的地形、地质条件以及周边建筑物、给排水、供电等情况进行详细的勘察，从而确定最适合的地基方案和基础构造设计。在设计中尽可能选择良好的地基处理方式及适合的施工方式，要经济合理，必须在特殊地形上建造的建筑，无法满足设计要求的，就要针对实际情况对地基进行处理，提高地基的稳定性和强度，减少后期地基变形。建筑地基不得出现滑动变形，土层内部存在抗剪强度差的滑动面的，会沿滑动面产生一定的位移、滑坡现象，在选择建筑地基时，要尽可能避免出现滑坡。

3 建筑结构基础设计面临的问题

1）建筑结构在抗震设计上的问题，建筑的抗震设计是建筑结构设计的重点，在建筑结构设计过程中要确保建筑在设防烈度下的地震时不会产生损害，发生大地震时可以将损坏降到最低。建筑的承载力和强度是抗震性能的主要指标，房屋结构设计中通过提升钢筋混凝土的变形能力可以提高结构的强度，吸收地震的巨大能量，一定程度上起到抗震减震的作用。在房屋结构设计过程中，一定要重视抗震设计问题。

2）建筑结构在消防设计上的问题，消防问题一直是民用结构设计的重点问题，一旦发生火灾，不仅会带来财产损失，还会严重影响居民的人身生命安全，在建筑结构设计过程中必须考虑到消防设计。由于建筑结构设计人员对于消防规范较为陌生，因此使得建筑结构在消防领域有着巨大隐患。

3）建筑中选型问题，由于建筑行业不断扩张，因此结构类型的不同使得建筑低中、高、层房屋的设计也存在差异，建筑结构设计必须保证建筑内部的总体性能、承载力，允许建筑存在一定的变形，尽量降低建筑的不均匀沉降。

4 建筑结构基础设计要点

1）基础埋置深度的确定，位于天然土地地基以上的建筑，基础要有适当的埋置深度，从而保证其抗倾覆、抗滑稳定性，保证建筑质量，高层建筑为了节省土地，一般会设置地下室。城市地区新旧建筑物距离较近，新建的建筑物的基础埋深一般会大于旧建筑物，新建筑物就会不可避免地对旧建筑物产生影响，要避免影响到旧建筑物的安全和正常使用，在构结构设计时就要留出一定的安全距离，通过对新旧建筑物地基承载力变形和地基稳定性的分析，来确定安全距离。

2）承载力的计算，主体结构的地基承载力与地基基础埋深、超载宽度以及基础两侧超载宽度均有联系，岩石地基的承载力大于一般地基，在计算掩体的承载力时可以取抗压强度标准值来确定地基承载力。

3）变形计算，由于地基变形计算对于建筑质量非常重要，地基变形过大就会影响到建筑的正常使用，导致居民无法正常生活，威胁到居民的人身安全。因此在结构基础设计中一定要重视变形计算。

4）稳定性计算，在建筑稳定性不符合设计要求时可以增加压重，或者设置抗浮构建，在满足整体稳定性而局部稳定性仍不满足设计值时，可以采用单桩竖向抗拔荷载实验来确定抗拔承载力特征值，从而满足工程设计要求。

5）合理选择桩长和桩型，设计者在结构设计过程中以长细比来控制桩长和桩型，会造成工程桩的不必要浪费，而长细比的现值是为了保证桩身的稳定性。因为在遇到较为坚硬的持力层时，桩身过于细长就会破坏其稳定性，桩身应力会不断向下衰减，随着荷载加大产生沉降，不会影响到其稳定性，所以在设计过程中一般不考虑长细比限制，高层建筑超长桩和长桩的应用非常广泛，长细比限制了长桩的使用。