时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘 要: 由于当下高层建筑日益增多，诸多的高层住宅也大量出现，从而造就了桩基应用的广泛应用与发展。但是，在现实中，桩基的设计和实施中还有诸多问题与不足。论文结合多年的工作经验，对桩基础设计存在的问题做了详尽的剖析与探讨，给桩基础设计开辟了一条良好的思路。
关键词: 桩基础,静载荷,承载力
随着社会经济的迅猛发展，城市中高层建筑层出不穷，高层建筑中的基础部分成为建筑的重要组成部分，在其上的投资是建筑投资的大头，对于高层建筑通常状况下会采用桩基础，所以对于这项重点作业的设计要必须保证合理与科学，保证在确保质量的同时能够取得最佳的经济效益。要实现上述目标，就要保证相关设计人员详细的分析研究建筑物的调查报告，从而决策出最佳的设计方案与办法。
1 桩基设计中桩基造型以及桩基长度的设计
在桩基础设计中，桩基造型以及桩基长度的设计的合理性直接关系到基础设计的质量与效果，合理的设计能够创造出可观的经济效益。有一住宅设计，设计工作人员根据甲方要求采用 D400 的预应力管桩，根据地质报告采用桩长 L =16m，单桩承载力极限标准值为 850kN，预算基础部分造价约为每平方米 160 元，在整个住宅造价中占了相当大的比例。在其后的设计中，结合当地的设计经验，将桩型改为 250mm × 250mm 的预制钢筋混凝土小方桩，桩长不变，单桩承载力极限标准值约为 600kN。预制小方桩在当地的施工价约 50 元/m，而预应力管桩的单价约为 100 元/m。采用小方桩后预算造价约为 90 元每平方米，综合经济价值明显。可见选择合理的桩型，将对工程的造价产生巨大影响。同样桩基设计中对桩长的选择也至关重要，在某一高层住宅桩筏基础设计中，根据勘察报告采用 D500 预应力管桩，可选桩长有: 桩长 25m，单桩承载力特征值 Ra = 900kN; 桩长 34m，单桩承载力特征值 Ra =1300kN。采用25m 桩，约需要桩数 290 根; 而采用 34m 桩，则需要工程桩 200 根。从桩本身而言，两种方案总的工程桩延米数量相当，但我们分析一下由此而相对应的筏板设计，采用 25m 桩为满樘布桩，所需筏板厚约为 1200mm，而采用 34m 桩为墙下布桩，筏板厚可减至900mm，经济效益明显。所以，相关的设计人员要对多种桩基础设计的方案进行分析与比较，从而保证能够选择最科学合理的方案，对桩型与桩长的设计也要保证合理性与经济性，这些对整个基础设计起到关键的影响作用，但是，还要全面考虑到施工可行性等诸多的影响因素。
2 不合时宜的静载荷试验
当下的桩基设计与施工过程一直按照下述程序进行，首先要根据地质报告的数据来确定单个桩的承载能力，根据地质报告与单桩的承载值来确定桩基的设计，并根据此设计进行施工，等待施工完成后，才选择测试桩进行静载荷试验。很明显这样的操作流程与程序存在极大地不合理性，容易受到时间上的种种限制。因为进行施工后的测试，如果符合标准与要求那样便万事大吉，一旦不符合那样施工完成后的补桩也并非易事，并且没有人能够保证地质报告的绝对精确性，报告一旦有些出入就会对施工造成不小的麻烦。一些地质报告提供的标准值，有时只是属于经验数值，绝不能盲目的直接套用。经过近些年的实践已经证明这一点，比如，经过对多种桩基础中试桩及工程桩的检测，表明相当部分的桩真正的承载力都比计算值要偏大，而且有的差距很大。所以如果施工时按照试桩的实际承载力方能够取得更大的经济效益。例如：设计一栋住宅的小区，主体为地下 1 层、地上 18 层的高层住宅，根据地质勘察报告拟采用 D400 的预应力管桩，桩长 12m，按 JGJ94 -2008 中的公式估算单桩承载力设计值约为 700kN，而要求进行的 3 根破坏性试桩显示实际单桩承载力可达1100kN，整整比估算值提高了36%，
在实际的工程进程中按照预先的试验值设计与施工，这便节省了大量的桩基投资。可见，静载荷试验的关键性与重要性。它直接决定桩基形式、规格以及其入土的深度，这也就关系到了工程的难易。只有经过合理的实验，才能确定精准的数值，保证设计与施工的合理与可行，这样才能保证工程按期顺利的完成。
3 施工中特殊情况处理
在桩基础的实际施工进程中，可能遇到种种特殊状况，毕竟地层存在诸多的不可确定性，所以相关人员要对具体的实际情况进行详细的观察与分析，尽快的采取稳妥的处理方案与办法。
( 1) 造成桩基静载荷试验不合格的因素。比如存在这样一个实际的事例，有个工程由于工期紧迫，试桩与工程桩的施工必须同时完成，试桩满足测试条件后接受测试，结果参加测试的三组试桩只有第一组符合标准与要求，其余的由于承载力不足而遭到了破坏。相关人员对设计，以及施工包括实验在内的各个环节加以分析与研究，都没有发现异常状况，最后比较试桩才发现，由于试桩与工程桩同时进行，后两组试桩周边的工程桩完成滞后，造成其停歇时间不足，其周围的土固结不足，影响了试桩的承载力。后来等停歇时间都足够后，又进行测试与实验，结果都满足要求与标准。上述事件告诫我们一个道理：桩基础的影响原因与因素诸多，要对施工中的一切细节进行观察与分析，才能找到真正的问题，绝不能盲目采取行动与方案。#p#分页标题#e#
( 2)桩基有时已经达到了其最大的承载能力但仍然不能符合设计的要求。出现上述状况要分析是不是下述原因：第一，设计不合理，为了节约成本，很多桩基现在都不应用桩尖。实际的操作中，桩基施工时通常状况下被要求桩端深入到砂层或碎石土，而不采用桩尖的状况下达到上述的深度是几乎不可能的。所以设计人员必须考虑持力层的选取，以及具体的施工要求。第二，地质报告的数据有出入，要保证实际承载能力足够大，就要做实验来确定科学的桩长及承载力。第三，土层等地质原因和因素。譬如饱和砂土中的孔隙水压会妨碍桩端的深入，这种状况下，我们就要采取相应的实施措施与方案。首先，要对施工的顺序与方法做部分调整，比如可以采用跳打的方法，等待先前施工产生的水压下降后在进行下一根桩;再者，可以选择有强大压桩力的机械设备完成比如静力压桩之类的施工。但是此时要考虑到桩柱本事的承载能力，要保证桩能够承受住机械的压桩力，并且注意此时造成土层的挤压对周边建筑物的影响，再次可以采取打孔排水的方式降低空隙水压力。
( 3) 实际操作施工中，压桩力达不到设计承载力的要求。某商住楼，采用 15m 长 D400 预应力管桩，根据地质勘察报告单桩承载力设计值为 1000kN，进行工程桩试打时连续 4 根桩的最大压桩力均仅为 700kN，远远小于设计承载力。经过对勘测数据以及报告的分析与研究，证明此报告中各土层特性分析正确无误，周围其他工程的地质报告也很准确，所以相关人员进而开始分析是否是压桩机械的作业速度过速，加之部分土层粘聚力不足，所以，压桩过程中土层被破坏，造成压桩力不足。经过半个月的土层固结，试桩再次进行试验，结果表明推断的正确性。这也从一定意义上说明事先进行静载荷试桩的必要性与关键性。
4 结论
通过以上分析，笔者建议在桩基础设计中一定要结合实际、统筹兼顾，综合各方面的因素使设计合理化，好的设计不仅仅是要保证建筑物安全，更要使设计经济合理。
参考文献：
[1] 杨陆军,张银丽. 桩基设计中值得注意的问题[J]. 河南建材. 2011(02)
[2] 李丽丽,张莹. 如何经济合理的进行桩基础设计[J]. 中外企业家. 2010(04)
[3] 郑建辉. 论桩基础设计的心得[J]. 广东科技. 2007(08)
[4] 张嵘,郁纬才. 浅谈桩基础设计[J]. 建筑结构. 2010(S1)
[5] 王颖,衣向辉,郎圣英. 浅谈桩基础设计[J]. 黑龙江科技信息. 2009(17)
