桩基础设计浅析

摘要：城市中的高层建筑随着经济的发展越来越多，高层建筑的基础部分对于建筑整体具有重要的作用，高层的基础一般采用桩基础，因此，选择恰当的桩基础设计形式，对于保证高层建筑的安全、降低工程造价都起到了重要的作用。本文从桩基础构造的基本要求出发，论述桩基础在设计中存在的问题、各要素的重要性以及在设计过程中对问题的处理方法和施工中的桩基处理问题。

关键字：桩基础设计重要性处理方法

Abstract: This paper from the pile foundation structure of the basic requirements, this paper discusses the problems of pile foundation in the design, the importance of the various elements of the approach in the design process and construction of pile foundations deal with the problem.Key words: pile foundation; design; importance; approach

中图分类号：TU473.1文献标识码：A 文章编号：

现代社会高层建筑普遍存在，高层建筑是由多方面要素组成的，而桩基础的设计则是保证高层建筑稳固的前提条件。桩基础设计的重要性对于高层建筑来说显而易见，本文从桩基础的设计出发，探讨一下几方面的问题。

一 桩基础构造的基本要求

桩基础结构的设计对于高层建筑来说至关重要，因此其在设计的过程中要符合一定的要求，以避免高层建筑在施工过程中出现问题。

（一）对于扩底灌注桩来说，它的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍，其中心距离不宜小于直径的1.5倍，需要注意的是，如果当扩底直径大于2米的时候，桩端的净距不宜小于1米。而对于摩擦型桩来说，其中心距离最好不要超过桩身直径的3倍。另外，在确定桩距时，要考虑一下施工中挤土效应对相邻桩的影响。

（二）从混凝土的强度考虑，灌注桩的混凝土强度不应低于C20，预制桩的混凝土强度不应低于C30，预应力桩的混凝土强度不应低于C40。

（三）从钢筋的角度要求，桩的主筋应该计算准确，其配筋率也应该计算准确。对于灌注桩来说，其最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%，对于静压预制桩来说，其最小配筋率不宜小于0.6%，定打入式预制桩不宜小于0.8%。从配筋的长度考虑，要注意以下几个方面。对于受水平荷载较大的桩，配筋的长度需要通过计算来确定；桩的直径大于600mm的钻孔灌注桩，配筋的长度不宜小于桩长度的2/3；对于桩基承台下有淤泥或液化土层，配筋的长度应穿过淤泥和液化土层。

（四）桩在设计时，要考虑到其周围的地质环境。在桩底进入到持力层深度时，要考虑周围的土质成分，对于特殊土质要充分考虑，同时也应该考虑岩溶和震陷液化的影响。对于其进入持力层的深度，最好为桩身直径的1~3倍，对于嵌岩灌注桩，其嵌入未风化、微风化和中风化的岩体中的深度，不宜小于0.5米。

（五）在布置桩位置时，最好使桩基的承载力合力点和竖向永久荷载合力作用点重合，保证桩位置的合理。

二 桩基础在设计过程中存在的问题

桩基础在设计过程中需要仔细认真，充分考虑到桩周围的地质环境，防止出现意外事件，然而，在桩基础设计的过程中仍然存在一些问题。

（一）桩顶标高低于基础底板高度

在设计的过程中，绝大多数的桩深度低于基础地基的高度，桩顶标高低于基础底板标高，更有少数情况下，低于垫层底标高。这主要是由于设计标高与桩的有效长度不同，导致这种现象的发生，设计者在设计的过程中一定要注意。

（二）对于桩顶标高的标注缺乏准确性

设计者在对桩顶标高进行标注时，一定要把桩身长度标注到桩帽顶端，同时要把桩帽作为桩长的一部分，设计者在设计过程中往往忽略了桩帽长度以及其在打桩过程中的受损程度，造成标注的误差。

（三）桩基达到极限承载力影响标高的设计

出现这种情况的原因有两种，一是由于桩周围土质的问题，如砂土产生的孔隙压力导致桩基无法压入的现象；另一方面的原因就是地质报告的问题，导致设计过程中计算值小于桩实际的承载能力。

（四）沉降计算中存在的问题

建筑物对于沉降反应比较敏感，因此规范中对沉降做了明确的规定，但是设计者在设计的过程中仍然存在不少问题，如摩擦型桩没有进行沉降设计、高层基础没有设计沉降缝、有些建筑物设计未进行沉降差计算等，这些都严重影响了建筑物的质量。

三 桩基础在设计过程中各元素的重要性

（一）桩长和桩型设计的重要性

在桩基础设计的过程中，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。例如，在桩总长度相等的情况下，忽略其他因素，采用25米满樘布桩就没有采用34米的墙下布桩经济合理。由此看出，在桩基础设计过程中，一定要把握住具有重要的因素，设计经济可行的方案。

（二）静载荷实验的重要性

在目前的设计过程中，设计者往往是根据地质报告的参数，估算桩的承载能力进行设计，而这往往会因为地质报告数据的误差而使设计出现偏差，影响整个施工进程。例如，根据地质报告显示，设计者用10米长的预制方桩，单桩的承载能力极限为1350KN，而由于实际情况不同，在施工过程中每根桩都压至2000KN还没有达到预定的深度，但是却达到了预制桩桩身的极限强度，在这种情况下，设计者的设计就不能应用在施工的过程中，造成了时间和金钱的浪费，因此，在设计之初，需要进行静载荷实验，来检验设计者的设计是否满足实际情况，通过实验获得科学准确的数据，设计者根据实际的数据完善设计，这样才能够设计出符合实际标准的图纸。

四 桩基础设计中问题的控制和处理方法

在桩基础设计过程中，对于桩的偏差必须严格控制，尤其是对条形状和承台桩，它们的偏差产生的附加力将使桩基础处于危险的状态。下面本文进行详细论述

（一）对桩位偏差的控制

对桩位偏差的控制一般有两个方面，一是水平偏差的控制。根据规范要求，在施工过程中发现桩位出现偏差，需要进行补桩处理。因此在设计过程中需要根据实际情况，明确桩的最大偏差值，根据本人的经验，对于承台桩可以控制在70mm范围之内，对于条形台，平行方向为70mm，垂直方向为50mm。对于桩心的偏差，可以采取增加承台刚度的办法或者加大配筋的方法来解决。二是垂直偏差的控制。当桩顶标高低于设计标高时，需要进行补桩，当桩顶标高高于设计标高时，需要截桩，这是从理论上讲，但是根据实际经验，设计者在设计的过程中要从目前的施工质量出发，尽量将偏差控制在2毫米之内。

（二）对桩间距的控制

桩间距的设计要在恰当的范围之内，以防止挤土效应对基础桩造成的影响。在实际的设计中，有些桩间距过小，这就应该及时处理，跳打方式可以作为解决办法之一，但是考虑到实际的情况，调整布桩是一种有效的办法。桩间距的可调整性比较大，因此在桩长固定的情况下，一般采取变桩间距的设计方法进行沉降的控制。在桩间距设计之前，需要进行理论分析和实验测试，防止设计不合理影响施工的现象发生。

五 在施工过程中对桩基础的处理

施工过程具有不确定性，会由于地质的关系影响到之前的桩基础设计，因此在施工的过程中，也要十分注意。

（一）压桩力低于设计的承载力

在施工的过程中，压桩力低于设计承载力的情况时有发生，遇到这种情况时，首先需要仔细分析地质勘察报告中提供的土质特性看是否有问题，如未发现问题则考虑是否是压桩设备的压桩速度过快、土层的粘聚力过小导致情况的发生。在遇到这种情况时不能慌乱，否定之前的所有设计，要进行细致的分析

（二）对管桩的裂缝处理

在施工的过程中，由于挤土或者垂直偏差的原因，会导致管桩产生裂缝现象，遇到这种情况，需要先对偏差的资料进行分析，看管壁是否产生裂缝，承载力是否受到影响，之后可以采取先纠偏在灌芯的处理方法。这就警示在施工过程中一定要注意垂直度的控制。

结束语：桩基础设计对于高层建筑来说至关重要，桩基础设计是基础，是前提，以此需要加强设计的方法，增加设计的经验，采取更加先进的设计方法，保证施工的顺利进行。希望本文的论述能够对桩基础设计有所帮助。

参考文献：

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部 JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范 中国建筑工业出版社，2008

[2] 顾国荣 张剑锋 林业琨 桩基优化设计与施工新技术 人民交通出版社，2011

[3] 王颖 衣向辉 郎圣英 浅谈桩基础设计 黑龙江科技信息，2009年17期

[4] 徐志翔 浅谈减少沉降桩基础的设计 华商，2007年23期

[5] 宣兆社 高永海 赵庆福 浅谈桩基础的应用与设计 吉林水利，1998年12期