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摘要:当前,在我国经济高速发展的过程中,城市用地更加紧张,为了缓解工程建设与土地资源之间的矛盾,高层建筑和地下工程在大规模发展。这些建筑工程的建设,都对基础结构部分有着严格要求。在我国建筑工程建设中,一种常见的基础结构类型就是桩基础,其具体应用方式和类型较多。作为建筑施工中重要部分,桩基施工的要求在不断提升,需要具备更高水平的设计能力,以提升整个工程的施工水平。本文主要对建筑结构设计中桩基设计进行分析研究,了解桩基础的设计形式和影响其设计水平的因素,保证结构具备良好的安全性和稳定性。
关键词:建筑工程;结构设计;桩基设计;影响因素;设计要点
在高层建筑建设中,桩基础是一种常用的基础形式,其设计的合理性和经济性会进一步影响到工程建设的安全性和造价。对桩基进行合计设计,并综合考量多方因素来完善设计、施工方案,可以达到保证结构安全性、节约成本的重要作用。因此,要不断强化建筑结构中的桩基设计工作,做好桩基施工管理工作,提高建筑物的稳定性、安全性,使建筑工程项目建设质量水平有效提升。
1桩基础设计概述
在建筑结构中,桩基础的组成主要有两部分即低承台桩基础和高平台桩基础,前者是将桩基埋入土中,承台的地步会与土壤接触到;而后者的桩基一部分桩身会露出地面,而承台全部在地面之下。一般在高层建筑中会采用低承台桩基础。其设计就要依据工程建设要求、施工条件和勘测数据,合理选择桩基类型和桩体长度、承台尺寸等,并且要把握好桩体和承台强度、桩基沉降等。
一方面,桩基础具有较强的承载力,桩会深入到坚硬持力层,比如中密砂土质中,竖向单桩、群桩的承载力都比较强,可以很好地承担建筑主体包括偏心荷载在内的全部竖向荷载。另一方面,竖向桩的刚度是比较大的,包括单桩和群桩,在自身重力或邻近荷载作用下不会出现严重的不均匀沉降,而可以将建筑物可能出现的倾斜控制在合理范围。
2建筑结构桩基设计要点
2.1施工现场环境勘查
在进行建筑设计和施工前,要先进行全面、细致的现场环境勘查。不同的建筑工程项目,其地质条件是存在较大差别的,因此在施工前必须要进行地质勘察工作,以全面了解施工环境。施工地段存在陡坡等情况下,要对地质信息全面记录下俩,并采取合适的措施进行处理,确保施工中应用了合理的桩基础技术。
2.2桩基确定工作
在建筑结构桩基设计中,要根据工程实际情况确定采用的桩基。对桩基的确定需要考虑多方面因素,包括地表建筑荷载情况、地基基层状况等,确保设计的桩基是符合工程建设要求的。并且要合理结合人工挖孔灌注桩和冲钻孔灌注桩,设计要根据实际情况进行,选择合适的最佳方案。
2.3桩放线定位
进行桩放线定位时,需确保定位的准确性,只有达到准确性要求才能使设计的作用充分发挥。具体进行桩放线定位时,主要是定位桩的位置和水准点,放线定位作业要独立进行,也就是要与其它施工项目分开进行,避免相互影响而降低定位准确性。定位水准点的过程中,需单独定位每根桩的位置,测量桩体的标高实现对桩的合理控制。
2.4桩基施工图纸的科学性和可行性
在进行桩基施工前,要全面掌握施工图纸和现场的实际情况,通过详细的分析和研究,来更好地掌握这些资料。对于其中不科学、不符合实际的部分,要通过有效沟通来变更设计,施工图纸整体要保证科学性和可行性良好。
3建筑结构桩基设计中的影响因素
3.1地质条件
建筑结构桩基设计会在很大程度上受到地质条件影响,在设计中缺乏对现场情况的考量,就难以保证设计质量,会对结构承载能力产生不良影响,进而引发不均匀沉降等严重问题。地质条件对桩基的影响主要表现在两方面,一是地基持力层,二是基础连接,桩基是承载建筑负荷的主要部分,需对持力层承载力、压缩模量和土质特点进行综合分析,对其各项参数全面掌握,再以此为依据进行结构设计。对于其中会存在的桩基穿越土层情况,要掌握土层的地下水分布特点和桩基穿越能力,以更好的科学选择桩基。
3.2上部结构
当前社会发展对建筑工程有着更多样的需求,其结构形式也不尽相同,地上建筑高度和墙体厚度等都对桩基有着一定影响,包括桩基类型和截面积等。其中,上部结构对其有着关键性影响,要保证桩基结构可以很好地承载上部荷载,需要在设计中对其重点分析。了解上部结构的高度,以及上部结构类型和墙体厚度等,分析各项因素会对基础部分受力产生的影响,再反映到基础沉降、抗变形能力和稳定性方面,以更好地保证设计合理性。
3.3现场环境
当前建筑工程不仅会增加上部高度,还在积极进行地下空间的开发,因此其基础深度在不断加深。而受地下水、管线分布等影响,其作业难度也比较大,由于现场环境比较复杂,因此桩基设计中需要考虑到因素也就比较多。
要降低环境因素对设计的不良影响,要从自然环境、人工环境两方面进行现场勘察和分析工作,将各种地质信息作为结构设计的依据,并对抗震等级合理确定,有效设置抗震缝的数量和位置。并且科学预测施工中会出现的问题,在前期设计中结合现场条件来科学设计结构,使外部环境的干扰最大程度减少。
4建筑结构桩基设计中注意事项
4.1对工程项目地质结构的勘察要充分详细
在建筑工程桩基设计中,要充分分析外界环境的影响,了解施工地点地质结构等,以保证设计工作的合理性和可行性。在对地质结构的勘察中,要采用专业的手段进行,勘察要全面、充分,并最终形成准确的地质报告。并详细分析地质报告,了解具体工程中桩基设计要求、设计施工中需克服问题。
4.2合理设计桩型和桩长
在具体进行桩基结构设计时,桩型和桩长是其中的核心参数,其确定要符合桩基施工基本要求,并根据工程具体建设要求和桩基类型应用特点,来合理布置桩基结构。同时,各桩体间的间距和方位也要进一步明确,保证装机的实用性良好。在桩长方面,不同桩长会产生不同的承载效果,要根据计算得到的荷载来确定桩长,使桩长尺寸符合承载上部结构的要求。
4.3桩偏差问题
在建筑结构桩基设计中国,如果出现桩基偏差问题,则会直接影响到其最终应用效果,出现稳定性较差、失控的问题。因此,在桩基设计中要注意偏差问题,这一问的产生主要是两方面,即竖向偏差和水平偏差,对偏差问题的控制要围绕相关规范和标准严格进行。设计中要充分考虑在后续桩卸载后产生的回降量,以更好地控制桩基偏差。此外,也可以采用具体计算操作来对偏差进行精细化的控制。
4.4经济性因素
在建筑结构桩基设计中,除了要考虑到桩基稳定性和安全性问题,还要系统、全面分析其经济性。在工程项目的成本管理中,对桩基设计方案经济性考量也是一项重要内容。其经济性实现,主要是对桩基设计的合理性进行优化,在保证桩型、桩长达到承载需要的前提下,对方案进行经济性优化,减少不必要的浪费、降低成本消耗。
结束语:
在建筑工程结构桩基设计中,一般可取得良好的设计效果,保证建筑工程的安全性和稳定性,在很多工程中有着良好应用性。但要进一步提升其应用价值,就要科学进行桩基可靠性的控制研究,并考虑到桩基应用的经济性问题,提高桩基设计水平使其综合效用得以进一步提升,最大程度上保障人民的生命财产安全。
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