建筑结构中桩基础有哪些设计要点？

桩基础是高层建筑经常使用的基础形式，其设计的合理性、经济性关系到整个建筑的安全性和耗资，本文通过一些工程实例分析如何合理自由选择桩型、用抗压静载试验确认单桩承载力，并针对施工中桩偏差的掌控和处置明确提出了适当的建议。　　随着我国市场经济的发展，现代化进程的减缓，城市中各类高层建筑如雨后春笋般拔地而起，高层建筑的基础多使用桩基础，桩基础的合理设计，对于确保结构安全性、节约投资、减少耗资起着举足轻重的起到。本文针对桩基础设计及施工中不存在的问题展开探究。　　一、正确区分端承桩和摩擦桩等桩基类型　　一般来说指出，凡金字岩桩必为末端承桩，凡端承桩皆不考虑到土层外侧阻力。

实质上，大量现场结果表明：桩外侧阻力、末端阻力的充分发挥性状与上悬土层的性质和厚度、桩长径比、映射基岩性质和金字岩浅径比、桩底沉渣厚度等因素有关。　　一般情况下，上悬土层的侧阻力是可以充分发挥的，而且随着长径比L/d的减小，外侧阻力也适当减小；只有短粗的人工挖孔金字岩桩，末端阻力迟至土层外侧阻力充分发挥，末端阻力对桩的承载力起主要起到，属端承桩。

对L/d15-20的泥浆护壁铁环（冲）孔嵌岩桩，无论是映射风化岩还是原始基岩中，桩外侧阻力皆迟至末端阻力充分发挥，展现出出有显著的摩擦型。对于L/d40，且覆盖面积土层不属于懦弱土，金字岩桩端的支撑起到较小，此时桩基受力状态为摩擦桩，桩末端映射强风化或中风化岩层中才可。

在某些地区，泥质软岩金字岩灌注桩L/d45时，金字岩段总阻力占到总荷载比例大于20%；L/d60时，金字岩段末端阻力占到总荷载比例大于5%。毕竟，一方面由于金字岩桩桩身的弹性传输，造成桩覆以下陷，这个弹性传输量引起了桩周土体的剪应力，也即是土对桩的摩阻力。另一方面，钻孔桩的孔底残余的沉渣，构成一个可压缩的软垫，至使桩底也不会产生下陷，这一下陷和上述桩本身的传输造成桩身与土体、金字岩段桩身与岩体产生比较偏移，从而产生外侧阻力。

而这种桩身弹性传输和桩底下陷是随着长径比l/d的减小而减小的，因而造成摩擦力和外侧阻力的减小。　　同时，传送到桩端的形变也随金字岩浅径比hr/d的减小而增大。当hr/d5时传送到桩端的形变相接近于零；但对泥质软岩金字岩桩，hr/d=5-7时，桩末端阻力仍可占到总荷载的5%～16%。

　　由此可见，端承桩和摩擦桩的区分，无法全然从否金字岩来区分，要考虑到上悬土层的性质和厚度、桩长径比、映射基岩性质、金字岩浅径比和桩底沉渣厚度等因素。　　二、认真对待地方的经验规范　　由于岩土工程的地区性尤其强劲，特别是在是一些基于经验的参数，与大自然条件、地质条件具有紧密的关系，全国性的规范所获取的经验参数，是基于全国的资料统计资料的，覆盖面较为大，可以用作全国范围，但其给定必定是慎重的，安全性度是较为低的。如果地方有资料，有经验，其针对性就较为强劲。

例如某标准化厂房，根据地质勘查报告，使用静压管桩，单桩承载力极限值大约为3000KN，实际施工中检测桩大部分单桩承载力极限值只有1500KN左右。经分析，全国的建筑桩基技术规范获取的桩外侧无限大摩阻力比该地区的经验给定大了一倍。地方的建议值较为符合实际检测结果。

　　因此，当全国性规范所获取经验参数与地方经验不完全一致时，应该谨慎的考虑到地方经验来给定。当有有所不同给定方法而无法辨别时，最差的办法就是再行做到桩的载荷实验，按照实验的结果来取单桩承载力，这样就可以相当大程度上防止工程事故的再次发生。　　三、推崇桩基设计中的抗压静载实验　　根据规范拒绝，在展开桩基施工前必需展开桩基抗压静载实验。然而在施工过程中，为了延长工期，好多单位必要跳过了这个环节，工程完结以后再行展开抗压载荷实验，这种作法是不科学的，下面就两个实例来解释这方面的问题。

　　上海有一家知名的房地产公司，当一个小区研发时，他们拒绝设计再行做到了试桩的方案，展开先期试桩，试桩的读取量往往要低于排序预估的单桩承载力，然后拒绝勘查单位根据试桩报告的结论获取勘查报告中的单桩承载力建议值。这样做到既合乎了规范规定的原则，又十分稳健地使用了较为低的单桩承载力，节约了建设资金，同时也防止了预估承载力有可能过低的风险。

虽然先期试桩必须时间和费用，但这样做到的结果是经济、安全性的。　　还有一个实例是建设方为了节省桩的费用，期望需要通过试桩获得比预估的单桩承载力更高的数据。在一个用桩量相当大的车间里，打算做到相当多的一批试桩，然而试桩的结果却出乎意料他们的预期，埸几组试桩的结果，都只超过预估单桩承载力的80%左右，于是就暂停了试桩研究经常出现问题的原因，分析结果表明预估单桩承载力的方法较为单一，桩端持力层较为懦弱，因此试桩的结果高于按规范参数预估的数值。

于是就改动设计，新的再行做到试桩，虽然耽搁了工期，没超过原本的预期，但防止了一场大事故。　　所以，桩基础设计过程中抗压静载试验是一个十分最重要的环节，直接影响到桩基形式、桩规格和桩地里深度，、施工可玩性。

通过科学试验，获得精确数据，使设计方案更为合理、不切实际和经济，相比之下多达延长工期所取得的效益。　　四、关于桩偏差的掌控和处置　　桩基施工中对桩的偏差必需严格控制，尤其是对于主桥桩及条形桩，桩位的偏差都将产生相当大的可选内力，而使基础设计正处于不安全性状态。

对于桩位偏差我们主要掌控两个方面，其一是线脚偏差，根据JGJ94-94第7.4.12条我们掌控桩覆以标高的容许偏差为-50～+100mm，但实际施工中偏差这么军师引发艰巨的施工任务及损失。当桩覆以标高低于设计标高，则必须棍桩，尤其对于预应力管桩等空心桩来说，桩覆以有桩帽棍桩既艰难又不经济；而当桩覆以标高高于设计标高时，又必须调补桩头，这既影响工期又浪费金钱。这就拒绝施工单位在施工过程中必需严格控制桩覆以标高，尽量地使工程桩标高同设计完全一致，尤其是施工过程中必需考虑到桩在修理后的回降量，否则不加考虑则每根桩都将低于设计标高。

而我们设计人员在设计过程中对施工误差亦不应有所考虑到，笔者建议针对目前的施工质量，设计中可以考虑到2mm左右的偏差允许，这样就可以减免大量小偏差桩的劈桩，这在实践中工程中具备非常的可操作性，防止了大量不必要的工作。其二则是桩位的水平偏差。根据JGJ94-94第7.4.11条掌控各桩位偏差，施工过程中找到桩位偏差较小则不应及时补桩处置。这里针对4～16根主桥的桩基，JGJ94-94规范第7.4.11条中规定容许偏差为1/3桩径或1/3边长，而根据GB50202-2002第5.1.3条则规定容许偏差为1/2桩径或边长。

这似乎是对立的，在实际过程中很更容易与施工竣工验收方产生有所不同的解读，因此笔者特别强调在设计过程中可以具体桩位偏差允许值所继续执行的标准。另外，对于小直径桩（D250）笔者特别强调必需对其偏位展开严格控制而不该按上述规范标准，笔者建议对主桥桩可掌控70mm；而对于条形主桥则区分垂直条形主桥方向50mm，平行于主桥方向为70mm，当然这些拒绝必需在施工前予于具体。

当然桩位偏差符合规范或设计拒绝意味着代表桩基本身竣工验收合格，而对于由此引发的主桥整体偏心或基础高度损失，我们必需自行处置。对于桩偏心我们可以采行减少主桥刚性或增大拉梁刚性、配筋来解决问题，这在实际工程中须要针对具体情况适当处置。　　五、小结　　桩基工程是一艰巨而简单的过程，设计人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾，从各方面使之合理化。

桩基础不仅要确保建筑物安全性，更加要充分考虑经济因素，这样才能作出拟合、最合理的设计。　　参考文献：　　[1]JGJ94-2008建筑桩基技术规范　　[2]JGJ106-2003建筑桩基检测技术规范.。

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