摘要：目前，经济的发展带来了更多的高层建筑，桩基作为这些高层建筑物的基础，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，设计出合理的桩基尤为重要，它对于成本的节约和安全的保障方面有起着很重要的作用，这就要求设计人员在进行设计时要进行仔细的分析，找出最优的方案。本文主要对土木工程桩基设计中的几个研究方向进行了探讨。
关键词：土木工程、桩基、设计
桩基是高层建筑物的基础，它对于建筑来说据有很重要的意义。土木工程中，对桩基进行设计时，需要根据地质情况、施工条件以及工程的要求，进行桩型的选择、桩的各部位尺寸的计算、桩的数量以及承载能力和强度的计算、平面的布置等等。
一、桩型、桩长的设计
桩型、桩长的选择是否合理将直接影响到整个桩基础设计，选择合理的桩型和桩长将带来很好的收效。
我们以一处建筑的实际设计为例，设计原先根据施工方的建议选择D400的预应力管桩，根据当地的地质情况，选择桩长L=16m，单桩承载力的极限标准是850kN，为基础部分进行造价预算，得出每平方米165元，这在整个建筑的造价中的比例占了很大一部分。考虑到经济效益，设计的时候保持桩长不变，将桩型做了调整，选择250×250的预制钢筋混凝土小方桩，单桩承载力极限标准值约为600kN，而这种桩型经过预算得出的造价仅为每平方米85元，明显的降低了成本。具体情况见下表1所示。
表1 桩型及造价预算表
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桩型 |
桩长L（m） |
单桩承载力的极限标准（kN） |
每平方米造价（元/m2） |
|
D400预应力管桩 |
16 |
850 |
165 |
|
250×250预制钢筋混凝土小方桩 |
16 |
600 |
85 |
从这里可以看出，桩型的选择对工程来说尤其是价格方面有很重要的意义。
同样，桩长的实际对于桩基设计来说也很重要，我们以一处建筑的桩筏设计为例，根据各方面的调查，决定采用D500预应力管桩，可选装常见下表2所示。
表2 采用D500预应力管时桩可选桩长及相关情况表
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桩长（m） |
单桩承载力特征值Ra（kN） |
所需工程桩数（根） |
布桩方式 |
所需筏板厚度（mm） |
|
25 |
900 |
290 |
满樘布桩 |
1200 |
|
34 |
1300 |
200 |
墙下布桩 |
900 |
从表中可以看出，桩长有25米和34米两种选择，25米桩的单桩承载力特征值Ra小于34米桩，且所需工程桩数34米桩明显少于25米桩，这边可以看出，采用34米桩比较好。我们再根据两种长度桩的筏板设计方式，计算出筏板的厚度，25米桩所需筏板厚度为1200mm，34米桩所需筏板厚度为900mm，所以，从经济角度考虑，应该选择34米桩为宜。
总的来说，在进行桩基设计的时候，一定要选用多种方法，考虑经济效益、可行性等多方面的因素，选出适合的桩型和桩长，给施工带来更多的效益。
二、静载荷试验
如今很多桩基础的设计，设计过程往往受到时间的限制，设计者通常根据地质情况的一些参数来设计单桩承载力的数值，并将这个估算出来的数值直接用于桩基础设计和施工之中，通常都会在工程桩施工结束以后，才进行桩的静载荷试验。这样的操作很不合理，也不具备科学性，因为一旦静载荷试验结果不符合估算的要求，就要进行大规模的补桩工程，而且由于工程桩施工已完毕，补桩工作难度相当大。主要原因为地质报告提供的桩周围土壤摩擦力的标准值以及桩端土壤的承载力标准都是根据规范JGJ94-94计算出来的单桩承载力标准值，这个值是经验数值，不应该直接使用。而且，根据一些对各类桩基础的实际检验发现，很大部分桩的实际承载力水平都高于其计算出来的标准值，所以应该先对桩进行静载荷试验得出实际承载力的值进行撞基础的设计，这会给施工部门带来方便并带来了经济利益。
我们以一个小区住宅的设计为例，根据地质情况参数，选用D500的预应力管桩，桩长L选择20m，按照相关公式对单桩承载力值进行估算，得出单桩承载力值约为1400kN。对几根桩进行静载荷试验发现单桩承载力值为1900kN，比估算提高了35.7%，具体见下表3。我们在实际设计中采用实验值，节省了很多的投资。
表3 单桩承载力估算值和实际值的情况对比
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桩型 |
桩长（m） |
单桩承载力估算值（kN） |
单桩承载力实际值（kN） |
提高比例 |
|
D500预应力管桩 |
20 |
1400 |
1900 |
35.7％ |
总的来说，静载荷试验是桩基础设计过程中相当重要的一个环节。通过科学的试验，取得准确的数据，提出更加合理可行的设计方案，缩短工期的同时还获得了很好的经济效益。
三、总结
桩基作为这些高层建筑物的基础，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，设计出合理的桩基尤为重要，它对于成本的节约和安全的保障方面有起着很重要的作用。桩基工程是一项很复杂的工程，设计人员在进行桩基设计时，一定要考虑多方面的因素，做到统筹兼顾，使设计的各个方面的合理有效，桩基是整个工程的基础，没有一个好的基础土木工程的后续工作没有办法顺利进行，有的即使完工但是也会存在严重的质量问题，所以针对这个想象，对于桩基的设计、排列、施工等又要有严格的技术控制，在保证安全的同时，使其经济效益更明显。
参考文献：
[1] 王涛;带裙房高层建筑桩基优化设计与桩土相互作用影响系数的试验研究[D];中国建筑科学研究院;2007年
[2] 蒋晓静;多高层建筑上部结构和桩筏基础优化方法研究[D];上海交通大学;2007年
[3] 袁宝军;高层建筑给水排水工程水力计算及优化设计的研究及探讨[D];合肥工业大学;2003年
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文章名称：
浅析土木工程桩基设计方向研究
文章地址：
http://www.qikanvip.com/tumugongcheng/3620.html
