建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基設(shè)計研究

易紀(jì)寶

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計比較重要的一項內(nèi)容就是樁基礎(chǔ)設(shè)計工作，樁基礎(chǔ)設(shè)計工作能夠有效的保障后續(xù)樁基礎(chǔ)施工工作順利的進行，進而保障建筑工程的質(zhì)量安全。所以這就需要設(shè)計人員能夠重視樁基礎(chǔ)設(shè)計工作，在進行樁基礎(chǔ)設(shè)計的過程中設(shè)計人員應(yīng)該要結(jié)合建筑工程的特點進行設(shè)計。本文主要是對建筑樁基礎(chǔ)的種類進行介紹，并介紹了樁基設(shè)計中存在著一些問題，并且提出了一些完善樁基設(shè)計的有效措施，希望能夠為我國的樁基設(shè)計水平的提升起到一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;樁基設(shè)計

現(xiàn)階段下，越來越多的人都開始關(guān)注建筑工程的施工質(zhì)量，而在進行建筑工程建設(shè)施工的過程中樁基礎(chǔ)的作用非常的大，是穩(wěn)定以及支撐建筑工程的重要部位，而影響樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的因素中重要的一個就是樁基設(shè)計工作。所以這就要求我國的工作人員在進行樁基設(shè)計的過程中要不斷的提升自身設(shè)計水平，完善樁基設(shè)計，從而提升設(shè)計質(zhì)量，確保樁基施工的質(zhì)量。

1、建筑樁基礎(chǔ)的類型

1.1鉆孔灌注樁分析

鉆孔灌注樁是當(dāng)前比較常見的一種樁基礎(chǔ)施工類型。主要就是先進行鉆孔施工，然后在孔中放置鋼筋籠，然后在進行混凝土澆筑施工工作，從而形成混凝土樁。鉆孔灌注樁技術(shù)本身具有一定的特點，這種施工方式是先成孔再成樁的方式，在進行成樁的過程中還需要施工人員結(jié)合具體的施工要求對成樁的形式進行確定，這種成樁的方式對于成孔的垂直度不能夠起到保障作用。所以在進行鉆孔的過程中，要確保鉆機的可靠性以及安全性，同時還應(yīng)該要在進行鉆孔作業(yè)的過程中做好鉆機位置的穩(wěn)定工作，確保在進行鉆孔的過程中不會出現(xiàn)一些偏移的現(xiàn)象。此外施工人員還可以采用擴大樁基支撐面積的方式來提高成孔的準(zhǔn)確性。

1.2人工挖孔樁分析

人工挖孔樁的方式就是以人工的方式進行挖孔，這種成孔的方式效果比較好，同時還具有成本少的特點，并且這種技術(shù)可靠性比較高，同時在進行成孔的過程中還不會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞，但是需要消耗的人力資源比較高，在我國樁基礎(chǔ)施工的過程中應(yīng)用比較廣泛。在進行人工挖空的方式應(yīng)用的過程中，需要明確人工挖空的規(guī)模，成孔之后，再進行混凝土填入施工，從而提升樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

1.3靜壓力樁分析

靜壓力樁在進行成樁的過程中主要是借助樁架的反作用力以及自身的重量，這一種成樁的方式能夠控制成樁的偏移程度，這種成樁施工工藝具有靜音的特點，所產(chǎn)生的震動以及噪聲都不是太明顯，并且操作難度也比較低，同時這種成樁的施工成本也比較低，在建筑工程結(jié)構(gòu)樁基設(shè)計中應(yīng)用的也比較廣泛。

2、樁基設(shè)計與計算中的問題分析

2.1樁基位置的控制問題分析

在進行樁基施工的過程中容易出現(xiàn)一些不能夠到達標(biāo)高要求的現(xiàn)象。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因，是在進行設(shè)計的過程中，設(shè)計人員調(diào)查好設(shè)計的地質(zhì)勘查工作，此外就是在試驗樁測試的過程中不能夠按照相關(guān)的要求進行測試，導(dǎo)致了樁長以及承載力不能夠滿足建筑工程的相關(guān)要求。還有就是地下土層結(jié)構(gòu)也是打樁施工的重要影響因素。如：地下土壤以及巖石縫隙中的地下水壓力就會影響到打樁施工，并一般的方式都不能夠完全的避免縫隙水的壓力，而大多數(shù)的施工單位都是采用跳打的方式進行施工，從而降低打樁施工過程中受到縫隙水的壓力，然后再進行相應(yīng)的樁基施工作業(yè)，施工人員也可以通過打孔的方式將堆積的一些壓力進行釋放出來，從而避免在后續(xù)的施工中影響到樁基。

2.2單根樁體極限縱向承載力的計算問題分析

相關(guān)的工作人員應(yīng)該要按照相關(guān)的設(shè)計要求以及規(guī)范來進行縱向承載力的設(shè)計工作，一般甲級以及乙級樁基的承載力在計算的過程中需要做好靜載實驗，從而在獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上進行計算才能夠確保縱向承載力的計算合理性。簡單一些乙級以及丙級樁基在進行承載力計算的時候，一般都需要結(jié)合現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息以及個人的工作經(jīng)驗進行計算。

2.3樁體的長度比例選擇工作

在進行樁體設(shè)計的過程中為了能夠滿足樁基結(jié)構(gòu)性能的要求，做好長徑比例的調(diào)整工作，如果在進行計算的不能夠達到相關(guān)的設(shè)計比例要求，這說明沒充分地利用好樁體材料。所以為了能夠滿足樁體承載力的基本要求就要做好長徑比的確定工作，同時還需要設(shè)計一層比較堅硬并且不易變形的耐力層在端成樁附近，這個時候，還應(yīng)該要注意樁體的形狀，如果樁體比較細(xì)長，那么縱向荷載就會影響到樁體的結(jié)構(gòu)，進而使樁體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及整體性下降。

2.4樁體偏差控制工作

在進行打樁的過程中對于單根樁體的承載力有著一定的要求，同時對樁體中心的位置也有著一定的要求，在進行設(shè)計的過程中要能夠重視樁體偏差的問題，并且要能夠考慮樁體偏差會對于樁基整體性的影響，所以在進行設(shè)計的過程中設(shè)計人員應(yīng)該要能夠充分按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范來進行設(shè)計。

3、進行樁基設(shè)計完善的措施分析

3.1加強數(shù)學(xué)函數(shù)有限元法的應(yīng)用

當(dāng)前在樁基設(shè)計的過程中有限元法的應(yīng)用比較廣泛，有限元法能夠?qū)⒓蟽?nèi)的元素進行合理的分割，然后進行近似方程或者是函數(shù)的計算。有限元法的計算方式能夠滿足不同的樁基設(shè)計的計算需求，并且通過有限元法的應(yīng)用也能夠使設(shè)計人員獲取樁體幾何信息的效率得到提升，所以在進行樁基承載力的計算過程中有限元法的作用非常重要。

有限元法比以往的樁體強度計算方式能夠更加精確地體現(xiàn)出樁基的實際情況。以往在進行樁體強度計算的過程中對于地下樁基以及土體結(jié)構(gòu)之間的作用力關(guān)注程度比較低，所以在計算流程上也進行了簡化，一般設(shè)計人員在進行土體承受法向力的計算過程中都是采用文克爾假定法來進行計算，在進行計算的過程中，會假設(shè)在樁基打壓的過程中只會影響到樁體下方的土層，而土體出現(xiàn)變形，并且同承受的荷載力存在著一定的關(guān)系，也就是地基返力系數(shù)，土體變形與荷載的關(guān)系為正比關(guān)系，但是這種計算方式也具有一定的弊端，在結(jié)果上并不十分準(zhǔn)確，同時也不能夠全面的反應(yīng)出客觀的實際情況，進而就會導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果存在著較大的誤差。而應(yīng)用有限元法則就會充分地考慮作用力，并且通過進行建模的方式來獲取比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，從而不斷地對樁體的性能進行優(yōu)化。

3.2提高樁土符合計算結(jié)果的準(zhǔn)確程度

在進行樁基設(shè)計的過程中不能僅僅只是對單根樁體的承載力進行考慮，還應(yīng)該兼顧樁體所組成的整體群落的性能，通過應(yīng)用有限元法能夠?qū)胃鶚扼w的性能參數(shù)進行確定，但是為了能夠確保樁基結(jié)構(gòu)的整體性能，還需要將樁體群落的承載力的計算，同時還應(yīng)該要做好樁基變形控制工作，所以在進行樁體群落承載力計算的過程中，會采用樁土復(fù)合計算模式進行計算，這種模式在進行計算的時候以有限元單根樁體計算為基礎(chǔ)，然后通過運用連續(xù)計算的方式不斷地提升樁土復(fù)合計算的效果。此外在進行計算的過程中，還應(yīng)該要注意對于有限元法離散單元跨度的整工作，進而就能夠在減少群樁模擬計算量的基礎(chǔ)上，促進計算效率的提升。

在進行計算的過程中，如果樁基的沉降效果不能夠與荷載的要求不符，那么導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生問題的原因就是在進行樁基計算的過程中對于樁基施工以及承載力的關(guān)系沒有進行明確，所以為了能夠更好地控制沉降量，應(yīng)該要通過土體彈性模量同泊松比相結(jié)合的通行材料參數(shù)進行分析群樁的荷載沉降。

3.3做好樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

在進行樁基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，不同的建筑工程對于樁基礎(chǔ)的要求也會存在著一定的差異性，所以設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程中需要結(jié)合建筑工程的施工要求進行設(shè)計。一般建筑高度在100米以上的時候，對于樁體的承載力以及沉降設(shè)計的要求比較高，所以設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程中可以采用樁筏基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如果樁基礎(chǔ)的持力層比較深，并且樁體的長度比較長的時候，那么就會導(dǎo)致樁基礎(chǔ)的承載力比較大，而這時樁筏基礎(chǔ)應(yīng)該要在墻柱下布設(shè)樁結(jié)構(gòu)前進行施工，這時的樁筏結(jié)構(gòu)的間距是相等的。在進行設(shè)計以及計算的過程中要能夠重視樁基內(nèi)部的配筋數(shù)量，可以結(jié)合具體的施工狀況進行調(diào)整，從而確保工程的價值能夠充分地發(fā)揮出來，同時筏板的厚度以及配筋設(shè)計工作也會受到樁體豎直方向的剛度影響。所以在進行筏板設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)該要遵守國家的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及企業(yè)的具體情況，如果在進行筏板厚度設(shè)計的過程中盲目的增加厚度，那么就會導(dǎo)致配筋設(shè)計工作受到影響。

結(jié)語：

樁基是建筑物的基礎(chǔ)部分，承載著建筑物的重量，所以樁基的承載力是影響建筑物穩(wěn)定性的重要因素，而在進行樁基設(shè)計的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)該要結(jié)合比較科學(xué)合理的計算方式來確定樁基承載力，從而確保樁基設(shè)計的質(zhì)量。當(dāng)前現(xiàn)階段下，我國的科學(xué)技術(shù)逐漸的發(fā)展，各種樁基承載力的計算軟件以及方式都已經(jīng)出現(xiàn)，所以相關(guān)的樁基設(shè)計人員可以應(yīng)用比較先進的計算方式以及軟件進行計算，并且在進行樁基設(shè)計的過程中選擇合適的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而促進樁基設(shè)計質(zhì)量的改善工作，使樁基礎(chǔ)的承載力以及質(zhì)量能夠滿足建筑建設(shè)施工的要求，更好地保障建筑工程的穩(wěn)定性以及安全性。

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