【烟台融科苹果嘉园建筑桩基础优化设计探析】融科
时间：2019-04-10 03:18:55 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：建筑桩基础部分是建筑工程的重点部分，其施工工期和造价均在工程总工期和总造价中占据着较大的比例。因此，桩基础优化设计是非常必要的。通常，桩基础优化设计的主要内容包括确定桩的类型、确定持力层进入深度、确定长径比、确定中心距等。
关键词：桩基础；优化设计；持力层
Abstract: the construction of pile foundation construction of the part is the key part, its construction period and cost are in the project total time limit and total cost to occupy a large proportion. Therefore, pile foundation optimization design is very necessary. Usually, the optimization design of pile foundation of the main contents include the type of pile, the determination to determine bearing into depth, sure length-diameter ratio, determine the center distance, etc.
Keywords: pile foundation; Optimization design; three
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
引言
随着经济水平的不断提升和用地面积的日益紧缩，高层建筑越来越多。而高层建筑具有较大的上部结构荷载，对桩基础的要求相对较高。在实际的施工中，由于地下土层的复杂性等不确定性因素的影响，桩基础设计、施工往往过于保守，增加了工程造价。因此，综合分析工程各方面情况，优化建筑桩基础设计具有重要的意义。
1桩基础优化设计的主要内容
1.1确定桩的类型
选择桩型时，需要综合分析施工环境、地质、建筑特征、机械等因素，结合工程项目的工期、成本，进行科学的技术分析，确定经济、合理的桩型与施工方法。选择桩型时，应当遵循以下原则。首先，因荷载制宜。单桩承载力控制的重要影响因素就是上部结构造成的荷载大小。其次，因土层制宜。工程项目所在地的土层条件、桩端吃力深度以及地下水位状况等影响着桩基结构承载力。第三，因机械制宜。桩基础优化应当尽量利用现有的机械设备。第四，因环境制宜。应当充分考虑周围环境对设桩的影响，和设桩对周围环境的影响。如果采用打入式灌注桩与打入式预制桩的方法，就容易产生油污、噪音、泥水等，对施工附近的环境造成。最后，因工期制宜。如果工期较短，就应当采取打入式预制桩的方法。打入式预制桩施工作业面较多，因而施工速度相对较快。
1.2确定持力层进入深度
不同土质情况下，桩端进入持力层的最佳深度具有一定的差异。桩基础只有在最佳的深度，才能充分发挥承载力。随着入土深度的增加，侧摩擦阻力与桩端阻力都将随之增加。如果超过一定的进入深度，侧摩擦力与桩端阻力就将保持不变。通常，砂性土层桩端最佳进入深度为4~8d；硬粘性土层桩端最佳进入深度为8d。如果持力层太薄，那么桩端不宜进入过深，应当为1~3d；如果持力层大于5米，那么进入深度应当是4~6d。在实际工程中，持力层会有较大的起伏，局部持力层太薄或是局部持力层太厚。所以，要合理确定桩端进入持力层的深度，就必须进行准确的勘测。桩端进入持力层的深度应当根据桩身结构强度、沉桩机械能力、土壤类别、持力层埋藏深度等进行综合判断。桩端进入持力层的深度应当能够保证获得良好的经济效果和桩承载力。
1.3确定长径比
端承摩擦桩与摩擦桩通过桩侧摩擦阻力将桩身轴向压力向四周分布或向下分布，随着深度的不断增加，轴向压力逐渐减小。端承摩擦桩与摩擦桩不适合采用粗短桩，如果桩身材料强度大于桩端持力层强度，就应当采用扩底灌注桩。以桩身不出现压屈失稳为基础，结合施工具体条件，确定桩的长径比。如果桩侧土是超软土、可液化土，就不用考虑此类问题。不过一般桩侧土中的桩，均具有很高的压屈临界荷载值，显著大于土体强度的极限承载力。所以确定最大径比时，必须充分考虑施工因素和桩身稳定因素。
1.4确定中心距
确定群桩基础桩的中心距，应当充分考虑以下几个方面的内容。首先，挤土效应。沉管灌注桩在成桩时，桩距如果过小，就容易引发桩间土体隆起，产生较大的侧向挤压力，导致断桩或颈缩。预制桩在饱和土中成桩时，如果超静水孔压过大，就容易引发土体侧移或龙骑，过小的桩中心距，会产生水平推力或上拔力，导致桩体倾斜或被抬起，从而降低桩端阻力，严重时还会折断或拉断桩身。如果预制桩的桩距过小，并且接头焊接质量不高，沉桩挤土效应就会导致接头脱离或拉断。砂土或粉土中的排土桩，如果桩距过小，挤土效应就将逐步增大沉桩阻力，使得桩身难以沉到工程设计的标准深度，地面上的桩高低不等。其次，群桩效应。综合考虑经济效果与承载力，确定群桩的桩距。第三，承台分担荷载。绝大部分建筑物的桩基是低桩承台，如果基地不是湿陷性、可液化或欠固结土层，低桩承台均可以承担一部分的荷载。确定布桩桩距时，需要充分考虑承台荷载分担的作用。
2某工程桩基础优化实例
2.1工程与地质概况
烟台融科苹果嘉园17#楼，位于烟台牟平区北部。总建筑面积为2.3万平方米；A塔地上34层，地下一层，总高98.60米，B塔地上24层，地下一层，总高69.50米，AB塔均为剪力墙结构。在30米深度范围内，场区可以划分成九个工程地质层，由深到浅依次为微风化花岗片麻岩、中风化花岗片麻岩、强风化花岗片麻岩、全风化花岗片麻岩、残积土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、杂填土。
2.2桩基础优化
首先，选择桩型。根据场区地质情况，采用钻孔灌注桩基础，不但能够确保抗浮稳定性，还能够解决主楼荷载过大的问题。施工时，采用孔底注浆的方法，提高桩的稳定性与承载力，降低桩基沉降。其次，选择持力层与基层类型。综合分析地基土的力学指标，选用钻孔注浆基础，持力层为第7层强风化花岗片麻岩。桩端进入持力层的深度大于一米。第三，桩基沉降验算。该工程的建筑体型非常规则，所以按照分层总和法验算桩基沉降量。主楼沉降量为40mm，裙房沉降量为25mm。最后，主楼和裙房沉降差异处理。因为主楼和裙房之间没有设置沉降缝，所以主楼和裙楼之间具有较大的上部结构荷载差异。又由于主楼和裙房的桩端持力层不同，沉降差进一步扩大，容易导致上部主体结构产生裂缝。所以，控制沉降差是该项工程桩基础优化设计的重点。综合分析施工场地、施工条件、施工标准等各种因素后，确定应当采取以下措施控制沉降差：将沉降后浇带设置在主楼和裙楼之间；加大基础刚度和强度，科学布置抗震墙，加大上部结构刚度；施工时，先进性主楼部分施工，再进行裙房部分施工。
3结语
综上所述，建筑桩基础设计、施工是建筑工程的关键环节。为了提高桩基础设计质量，就应当合理确定桩的类型、确定长径比、确定中心距等。
参考文献：
[1]余宏.浅谈高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].科技风,2011(22).
[2]吴能森,施美善.低房价房地产开发项目桩基方案优化价值分析[J].基建优化,2006(03).
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
