摘要:针对建筑设计而言,桩基础在建筑结构中扮演着十分重要的角色,其主要目的就是为建筑物上部结构起到安全性的作用,是提升建筑工程水平质量的核心环节。如今,随着各个城市的改造和改革,对建筑的结构、建筑物的形状也有了不同层次的需求,对于未来建筑工程的基础来说,在对桩基础的设计上应该具备更高、更好的设计水平。
关键词:建筑工程;桩基础设计;安全
一、桩基础的解析
(一)桩基础
在建设工程中,桩基础是由承重台和桩基础共同组成的,并且分为高承台桩基础和低承台桩基础[1]。低承台桩是桩身全部埋入土中,承台底面与土体接触的桩基础;高承台桩基础是承台比地面略高,且桩身一小部分也高于地面。高承台桩基础通常用于高架桥、高速公路、港口工程等,而低承台桩基础通常用于一般的民用和工业建筑物,例如:办公、住宅、商场、博物馆、学校及厂房等。
(二)桩基础的特点
1.桩基础的载重力较强,这也是运用于各大建筑物的主要原因之一。桩柱可以深入到地下比较坚硬的土质或岩石层内,因此,不论是单柱还是多柱都拥有较强的载重力,能够很好地承载建筑物的的全部负荷。
2.桩基础的稳定性较强。桩基础拥有良好的抵抗颠覆能力,除了承受竖向负荷外还能承受一定的多向负荷,在台风或者地震等自然灾害中,桩基础依然能很好的保证建筑物的稳定性。
二、桩基础的设计目前存在的问题
(一)高层建筑物桩基础的设计
目前随着各个城市的不断建设和发展,高层建筑物较为普遍,包括住宅楼、星级酒店、写字楼等。为达到基础承重要求,桩基础运用非常普遍。住宅楼普遍采用的是剪力墙结构,这种结构可以使整体的刚度变大,对于桩基础的沉降能起到较大的作用,而且在结构的设计方面也较为便利。但是在写字楼和酒店等高层建筑物中,通常采用的是框架核心筒和框架剪力墙结构,这类结构的整体刚度相对来说较弱,主要是由于刚度和荷载分布不均匀,上部结构和地基桩基之间有着更为复杂的作用,从而使桩基础的设计难度提升。
(二)施工桩长度与设计桩长度的不相符
在建筑施工中这种现象在一般建筑工程较为常见,主要是因为地下持力层面的波动较大从而导致的施工长度与设计桩长度不相符的问题发生。另外,在建筑施工前期,对施工现场的地质结构勘察不仔细也会导致此类问题的发生。如果不仔细地进行地质考察研究,在无法把控地下持力层波动的情况下盲目的施工后期必然会面临此类问题的出现,从而造成工程停滞以及拖延工期。
(三)理论与实践的不统一
随着我国科技的不断发展,虽然在桩基础的前期计算方式得到了很好的改善,但还是存在理论与实践相脱节的现象[3]。根据调查表明,近年来建筑行业的专业人士针对桩基础分别进行不同的实验和分析研究,但是所得到的成果依然没有在建筑行业实际应用,在施工后对桩基础进行静载实验时,发现单桩承载力实际结果与理论存在着较大的差距,不能很好的满足设计标准,为了使工程良好的进行,设计师只能改掉原有的桩基础设计图纸,甚至会因为实际的差异把设计师理想的设计效果彻底推翻。
三、桩基础设计要点
(一)施工现场的前期地质勘察
在建设工程施工前期,要对现场地质结构进行严格的地质勘察,不同的地域、区域的地质结构都或多或少的存在差距。因此,在施工之前要对现场的地质结构进行勘察研究,仔细记录探测和试验数据,并且进行比对分析。对现场的地质结构要做到全方位的把控,确保地勘报告的土层分层及土层厚度准确无误,在后期施工过程中不会出现不必要的问题,从而使得设计和施工都能够順利进行。
(二)实际与理论的相结合
在设计桩基础时,要严格依据地质勘察报告中各土层参数并结合现行国家设计规范来进行设计桩基础设计,并在图纸中交代施工前要进行试打桩,试桩数量不应小于3根,当土层不稳定、单体面积较大或桩型较多时,可适当增加试桩数量。试桩结果应及时提交给设计方,设计人员应将原有设计与施工现场的试桩结论再次进行对比研究分析,及时更正设计图纸中存在的不合理问题,及时避免理论与实际存在较大的差异,从而让设计图纸更为严谨。桩基施工完成后,应进行桩身完整性检测或单桩竖向承载力静载实验,以确保所有工程桩的桩身质量及单桩承载力都满足设计要求。
四、建筑中桩基础施工的方法
(一)钻孔灌注法
钻孔灌注的施工方法建筑工程中较为常见,也是城市建设中最广泛的桩基础施工方法,又称为挤土桩。钻孔灌注法对施工场地的土质结构有着较高的要求,其原理主要是利用机械桩机进行打孔,然后放入由钢筋制成的钢筋笼,再用混泥土浇灌的一种施工方法。这种施工方法可以很好地穿越至地面以下的持力层和坚硬的土质层中,拥有良好的稳定性以及安全性。另外,钻孔灌注的施工方法还具有成本低、施工速度快的优点,但是这种方法在把握精准度环节较为薄弱。
(二)人工挖孔法
在建筑施工中,利用人工挖孔的方法也能达到很好的效果,并且相对于钻孔灌注法来说更低、更环保,在一些特殊的地质上人工挖空可以完全取代钻孔灌注的方法[4]。
(三)静力压入法
静力压入法除了成本低的优势以外,最大的优势在于这种方法无震动,也无任何声音,在晚上施工时可以采纳此方法,保证工程工期的同时还不会给周围带来噪音。静力压入法需要借助压桩机来完成,压装机的重量约80-120吨,在施工时,压装机利用本身与传动机的相结合重量把桩柱压入土中,这里需要注意的是,静力压入法对施工现场的土质结构也有着一定的要求,通常仅仅只使用在比较松软的土壤中。
五、结束语
万丈高楼平地起,基础施工的隐蔽性强,且存在很多不确定因素,在建筑工程中,桩基础的设计与施工方法是建设施工的重中之重,要利用科学合理的技术手段来将设计与施工紧密结合,让桩基设计更为严谨,提高桩基础的安全性、稳定性,使整个建筑工程的水平得到有效的提高,工程质量能得到有效地保障,而满足人们的需求。
参考文献:
[1]邓宇国.关于建筑结构中桩基础设计解析[J].工程技术:全文版, 2016(10):00043-00043.
[2]柴国运,陈玄.浅析建筑结构中的桩基础设计的探讨[J].房地产导刊, 2017(12).
[3]刘义豪,王赫男.建筑结构中桩基础设计分析[J].城市建设理论研究:电子版, 2016(11).
[4]丁何来.建筑结构中桩基础设计方案探析[J].低碳世界,2017(8):154-155.
(作者单位:西北综合勘察设计研究院安徽分院)
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