建筑結構設計中樁基設計研究

易紀寶

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

【關鍵詞】建筑結構設計;樁基設計

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

1、建筑樁基礎的類型

1.1鉆孔灌注樁分析

鉆孔灌注樁是當前比較常見的一種樁基礎施工類型。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，同時還應該要在進行鉆孔作業的過程中做好鉆機位置的穩定工作，確保在進行鉆孔的過程中不會出現一些偏移的現象。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境產生一定的破壞，但是需要消耗的人力資源比較高，在我國樁基礎施工的過程中應用比較廣泛。在進行人工挖空的方式應用的過程中，需要明確人工挖空的規模，成孔之后，再進行混凝土填入施工，從而提升樁基礎施工質量。

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，在建筑工程結構樁基設計中應用的也比較廣泛。

2、樁基設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一些不能夠到達標高要求的現象。導致這種現象的原因，是在進行設計的過程中，設計人員調查好設計的地質勘查工作，此外就是在試驗樁測試的過程中不能夠按照相關的要求進行測試，導致了樁長以及承載力不能夠滿足建筑工程的相關要求。還有就是地下土層結構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，然后再進行相應的樁基施工作業，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

相關的工作人員應該要按照相關的設計要求以及規范來進行縱向承載力的設計工作，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，從而在獲得相關的數據信息的基礎上進行計算才能夠確?？v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，一般都需要結合現場的數據信息以及個人的工作經驗進行計算。

2.3樁體的長度比例選擇工作

在進行樁體設計的過程中為了能夠滿足樁基結構性能的要求，做好長徑比例的調整工作，如果在進行計算的不能夠達到相關的設計比例要求，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，還應該要注意樁體的形狀，如果樁體比較細長，那么縱向荷載就會影響到樁體的結構，進而使樁體結構的穩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，所以在進行設計的過程中設計人員應該要能夠充分按照相關的技術規范來進行設計。

3、進行樁基設計完善的措施分析

3.1加強數學函數有限元法的應用

當前在樁基設計的過程中有限元法的應用比較廣泛，有限元法能夠將集合內的元素進行合理的分割，然后進行近似方程或者是函數的計算。有限元法的計算方式能夠滿足不同的樁基設計的計算需求，并且通過有限元法的應用也能夠使設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構之間的作用力關注程度比較低，所以在計算流程上也進行了簡化，一般設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，而土體出現變形，并且同承受的荷載力存在著一定的關系，也就是地基返力系數，土體變形與荷載的關系為正比關系，但是這種計算方式也具有一定的弊端，在結果上并不十分準確，同時也不能夠全面的反應出客觀的實際情況，進而就會導致設計結果存在著較大的誤差。而應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確的數據信息，從而不斷地對樁體的性能進行優化。

3.2提高樁土符合計算結果的準確程度

在進行樁基設計的過程中不能僅僅只是對單根樁體的承載力進行考慮，還應該兼顧樁體所組成的整體群落的性能，通過應用有限元法能夠對單根樁體的性能參數進行確定，但是為了能夠確保樁基結構的整體性能，還需要將樁體群落的承載力的計算，同時還應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，然后通過運用連續計算的方式不斷地提升樁土復合計算的效果。此外在進行計算的過程中，還應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，那么導致這種現象發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系沒有進行明確，所以為了能夠更好地控制沉降量，應該要通過土體彈性模量同泊松比相結合的通行材料參數進行分析群樁的荷載沉降。

3.3做好樁基礎結構優化設計

在進行樁基礎設計的過程中，不同的建筑工程對于樁基礎的要求也會存在著一定的差異性，所以設計人員在進行設計的過程中需要結合建筑工程的施工要求進行設計。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計的要求比較高，所以設計人員在進行設計的過程中可以采用樁筏基礎結構，如果樁基礎的持力層比較深，并且樁體的長度比較長的時候，那么就會導致樁基礎的承載力比較大，而這時樁筏基礎應該要在墻柱下布設樁結構前進行施工，這時的樁筏結構的間距是相等的。在進行設計以及計算的過程中要能夠重視樁基內部的配筋數量，可以結合具體的施工狀況進行調整，從而確保工程的價值能夠充分地發揮出來，同時筏板的厚度以及配筋設計工作也會受到樁體豎直方向的剛度影響。所以在進行筏板設計的過程中，設計人員應該要遵守國家的行業標準以及企業的具體情況，如果在進行筏板厚度設計的過程中盲目的增加厚度，那么就會導致配筋設計工作受到影響。

結語：

樁基是建筑物的基礎部分，承載著建筑物的重量，所以樁基的承載力是影響建筑物穩定性的重要因素，而在進行樁基設計的過程中，相關的設計人員應該要結合比較科學合理的計算方式來確定樁基承載力，從而確保樁基設計的質量。當前現階段下，我國的科學技術逐漸的發展，各種樁基承載力的計算軟件以及方式都已經出現，所以相關的樁基設計人員可以應用比較先進的計算方式以及軟件進行計算，并且在進行樁基設計的過程中選擇合適的樁基礎結構，從而促進樁基設計質量的改善工作，使樁基礎的承載力以及質量能夠滿足建筑建設施工的要求，更好地保障建筑工程的穩定性以及安全性。

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