建筑结构设计中桩基设计简述

郭仲宁

摘要：建筑结构设计中包含很多环节，其中较为重要的就是桩基础设计，它是保证整个建筑物安全的重要基础。因此，相关的设计人员需要依据建筑工程的实际要求，科学合理地对桩基础进行结构设计。本文将针对桩基设计的特点进行相应的分析与研究，希望给相关从业人士提供一些参考。

关键词：建筑结构设计;桩基设计;桩基结构

引言

我国建筑行业发展速度较为迅猛，人们对建筑工程的安全也更加关注。在建筑工程当中，桩基础的施工是较为重要的一个环节，它是建筑物的支撑和稳固体系，桩基础的设计效果影响着整个建筑物的质量与安全。因此，建筑施工是比较复杂的一个过程，我们要合理科学地对桩基础进行相应的设计保证建筑工程的效果达到最佳。

一、建筑桩基础的种类

建筑桩基础大致可以分为钻孔灌注桩、人工挖孔桩和静力压桩三大类。

（一）钻孔灌注桩

钻孔灌注桩试桩基础中最常见的施工方式，它的特点是先钻孔，后在孔中灌注柱。它可以根据实际情况对柱的形式进行确定，但是却无法保证孔的垂直度，因此这就需要通过扩大桩机的支撑面积来保证成孔的准确度。

（二）人工挖孔桩

最为理想的施工方法是人工挖孔桩。这种方式虽然工作量大，人工消耗多，但是投入的成本较低，而且不会影响周围的建筑物和环境，是较为经济、安全的一种施工方式，所以被广泛的应用在建筑施工桩基础建设过程中。

（三）静力压桩

此种方式是通过自身以及庄稼产生的反作用力，使得桩基础能够快速的进入地下，并且此过程中能够较为科学地控制偏移程度，减少误差。不仅如此，此技术噪音低、施工简单方便、成本投入少，所以在建筑结构桩基础施工过程中广泛使用此技术。

二、建筑结构设计中桩基设计中存在的问题

（一）桩基打压没有达到设计位置

如果在桩基础施工时发现，桩基础没有达到设计标高的指定位置有两种原因。首先是施工之前的地质勘探工作没有做好，因此在数据计算时出现误差，而且没有提前对桩基础进行检测，导致桩基础中有一些结构参数与实际情况不符。第二个原因是因为地下的土层十分复杂，对桩基的进一步深入造成影响。比如土壤当中有岩石的地方，或者有地下水压力都会使桩基的打压效果达不到理想状态，延误施工。因此，在桩基础施工时要通过跳大减弱的方式，对地下之间的水压力进行降低，桩基础施工过程中还可以通过采取打孔的方式或者采用较好的压装机，通过静力压桩对桩基础给予一定的纵向压力。需要注意的是，在桩基深入过程中，要对周围的环境的挤压力把控好，避免出现桩基抬起的不好情况出现。

（二）计算单根桩体极限纵向承载力中的问题

对单根桩体的纵向极限承载力进行明确，是进行桩基设计的最基本也是最重要的条件之一。第一步需要根据建筑地基基础设计规范的相关标准，对纵向承载力的设计工作进行开展，其中重要的、较为复杂的建筑桩基需要通过一定的试验获得数据，比如通过静载实验对单桩竖向承载力的特点进行收集。一些较为简单的桩基，可以根据现场的实际条件参考同行业的工程要求，结合自身的专业知识以及工作经验进行开展试验工作，或者通过结合单根桩体的竖向承载力的综合测量结果进行开展。

（三）选择桩体的长径比例的问题

在实际设计桩体时，有时需要达到桩体性能的相关要求，会对长径比例进行调整，但由于设计结果无法达到完美的比例，因此会造成桩体材料的浪费。一般情况下是确定长径的比值，使桩体能够达到自身的承载力要求，再根据现场的实际情况，端承桩需要有一段较为厚实并且不易变形的耐力层。但是如果自身的桩体过于细长，那么在打压过程中很容易造成纵向荷载力过大，对桩体的结构造成破坏。

（四）设计和控制桩体偏差中的问题

在满足单根桩体基本承载力性能的同时，在打压过程中，使桩体中心线维持在预定位置上也是非常重要的。由于计算偏差可能会对桩体产生不好的影响，所以在设计阶段时要重点考虑偏差，尤其是一些条形桩和承台桩，其桩基的整体性能受到由于偏差对其造成的附加作用力的影响。根据建筑桩基技术规范要求，有明确的条形桩基标高允许偏差、斜桩倾斜角度允许偏差的数据范围，在尽力满足允许的基础上，也需要调整误差范围内的桩体。

三、优化建筑结构设计中的桩基设计的措施

（一）全面掌控施工现场

在建筑结构设计过程中，要对桩基础设计工作进行科学地处理，让其作用发挥到极致。因此，需要相关的人员对建筑结构工程施工现场能够科学全面地把握，对施工现场的地质特点、条件等进行全面的了解，并能准确的掌握建筑基础结构处理具体需求，使建筑结构桩基础结构设计及应用的效果进行全面的提升。在掌握建筑工程施工现场的实际情况下，需要对建筑工程周围的地质结构、土壤、地下水等进行了解，进而科学地优化桩基础设计施工，从而满足建筑设计的效果。

（二）对桩基础规格进行确定

为了保障桩基础的设计效果，还需要对桩基础的规格进行确定，例如对桩基础结构的长度、横截面积等进行明确的要求。在确定桩基础规格阶段时，还需要对桩基础在实际工程中的使用标准进行全面的把握，并进行严格的计算。另外，还应全面分析建筑工程施工现场的情况，对结构的强度、承载力的要求进行了解，保证桩基础的整体设计效果。

（三）对桩平面布置进行优化

在桩基础的设计过程中，要科学地布置桩基础的结构平面，特别是桩基础平面的桩中心、桩间距等，保证建筑基础的稳定性，使其的承载力更加良好。在布置建筑平面过程中，有许多良好的平面布置方法，像矩形、梅花形等网格状不等距排列方式，具有较好布置效果，可以按照工程基础结构的特点，优化设计平面布置。

（四）确定桩基础作用力的特点

在建筑结构设计过程中，桩基础设计对建筑物的上部压力有很好的承載能力，能够大大降低出现建筑物沉降的概率。在建筑结构桩基础设计中，需要对建筑物桩基础的构建需要进行全面的把握，通过力学方法进行分析与研究，并对桩基础对建筑物上部结构产生的作用力进行明确，进而制定桩基础设计的具体策略，使建筑桩基础结构设计更加具有可靠性、稳定性。

四、结语

桩基设计作为建筑物重要的基础部分，其承载力需要通过科学的设计与计算，才能让其作用充分发挥，并且随着时代科学技术水平的提高，设计人员能够利用先进的计算方法和系统软件更好地进行分析与计算，并结合不同建筑物对选取相应的桩基础结构的不同要求，使桩基础设计更加符合实际施工情况。总之，在建筑结构设计中，桩基础设计的工作内容是非常系统化的，并且具有一定的难度，其设计施工效果能够严重影响整个建筑工程的整体效果。因此，设计人员必须加强重视桩基础设计。

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黑龙江省建筑设计研究院