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所属栏目：工业设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:131

副标题#e#摘要：随着经济发展，各类建筑拔地而起，而建筑的基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例。因此，如何选择合理的桩基础形式，对于保证安全，降低造价起着举足轻重的作用。其要我们设计人员做到对每个建筑物的勘察报告进行绝对的仔细研究，选择一个最优化的基础方案。笔者就本文对桩基础设计与未来发展方向以及在设计中值得注意的问题进行探讨。
关键词：桩基础设计；发展；问题
一、桩基础发展研究概况
桩基础的研究可以说经历了万余年，但是，真正得到大规模的研讨与发展还是这近三十年的事情，下面就对近年来桩基础的发展研究进行一次概括：
于1977年英国Burland根据桩土相互作用的理论的研究指出:对于天然地基的强度能满足设计荷载要求但沉降过大的情况,可以采用少量的桩用于减少基础沉降变形。1979年Hooper根据有限元的模拟分析,提出为了建立竖向刚度较大的桩土混合地基而需要的桩数并不是很多,桩数的进一步增加对减少最大沉降和差异沉降的作用非常小。1986年1LW•Cooke指出,在桩基础用来减少基础沉降的地方,在桩间距为4倍桩径时在加入更多的桩并不能显著减少沉降,6倍桩径或8倍桩径的间距几乎与小桩距时一样有效。20世纪80年代澳大利亚H.G.Poulos根据筏—桩—土相互作用的分析,提出了仅用于减少沉降桩基础的沉降计算公式。1979年我国童翊湘基于群桩基础工作机理的分析,提出了分不同情况按沉降设计桩基的初步想法,在估算桩基下沉量时,要考虑土与桩两者传来的应力。20世纪80年代初,同济大学杨敏等人经过10多年的对桩土相互作用、软土地基变形控制等相关课题的研究,终于在1998年提出了减少沉降桩基础的设计理论,其设计原则为:由基础的沉降控制设计值(或允许沉降值)来确定桩数和桩长,桩在基础中除了需要承担部分荷载外,主要起减少和控制沉降的作用。1992年宰金珉提出了复合桩基的设计方法,并将“复合桩基”定义为系大桩距(5倍~6倍桩径长以上)布置的底承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦桩与承台底土共同承载的桩基础,其设计原则为:在总体安全度K≥2和总沉降小于允许沉降的双重控制下,单桩近似取用极限承载力。1994年上海市地方DBJ-40-94地基处理技术规范也已将减少沉降桩基础列入其中,并取名为“沉降控制复合桩基”。1993年蔡杉龄对深厚饱和软粘土中薄硬夹层作桩基持力层作了探讨,引用了板带强度理论,认为薄硬夹层完全可以作为扩底桩的桩端持力层。疏桩基础在上海、宁波等软土地区已得到推广应用,至目前设计建造的多层建筑物已超过数百万平方米,而且这些地区的疏桩基础大都是在没有象昆明地区的圆砾层等薄硬夹层的软土地基中应用的。
二、桩基础设计值得注意的问题
1关于桩基础抗压静载试验
在桩基础设计过程,为了缩短工期,首先根据地质勘察报告提供的参数估算单桩承载力极限值,根据这个极限值进行桩基础设计并施工,工程桩施工结束后再进行抗压静载试验。但是,这个方法不具有科学性。桩基础设过程中抗压静载试验是一个十分重要的环节。抗压静载试验直接影响到桩基形式、桩规格和桩入土深度,施工难度。通过科学试验,取得准确数据,使设计方案更加合理、可行和经济,远远超过缩短工期所获得的效益。
2桩基础设计中桩型桩长设计
桩基础设计中合理的桩型、桩长选择将产生巨大的经济效益。桩基设计中对桩长的选择至关重要。因此,设计人员在桩基础设计中要采用多方案比较,选择合理的桩型与桩长,同时应考虑施工可行性等多方面因素。
3关于桩偏差的控制和处理
桩基施工中对桩的偏差必须严格控制,特别是承台桩及条形桩,桩位的偏差都将产生很大的附加应力,使基础处于不稳定状态。对于桩位偏差主要控制两个方面,一个方面是竖向偏差,根据JGJ94—94第7.4.12条控制桩顶标高的允许偏差为-50~+100 mm,设计人员在确定桩顶标#p#副标题#e#高时应充分考虑施工偏差对承台造成的影响。一般设计图纸上要求桩顶锚入承台内50~100 mm,对于中小直径的桩一般取50 mm,但桩顶标高偏差为-50~+100 mm时是合格的。如果承台高度较小并且桩顶锚入承台超过设计要求较多时或者桩顶与承台底平齐均应提出具体处理意见。当承台高度较小并且桩顶锚入承台超过设计要求较多时宜适当加大承台厚度,当桩顶标高变化超过规范要求较多时便就要采取接桩或截桩的办法,当桩顶与承台底平齐时应将桩顶周围的承台混凝土适当加深。另一个方面则是桩位水平偏差。根据JGJ94—94第7.4.11条控制各桩位偏差,施工过程中发现桩位偏差较大则应及时补桩处理。这里针对4~16桩承台,允许偏差为1/3桩径或1/3边长,设计过程中应明确桩位偏差允许值。桩位偏差满足规范或设计要求仅代表桩基本身验收合格,而由此引起的承台整体偏心或基础高度损失,可以增加承台刚度或加大拉梁刚度、配筋来解决,在实际工程中针对具体情况进行处理。
4对在施工中特殊情况处理
由于地层的不可知性,桩基施工经常会遇到很多异常情况,应根据具体的情况分析解决各类问题。
(1)桩基础能够达到其它的极限承载力却没有办法压至设计标高。由于土层本身原因,譬如饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基无法压入,这需要从施工措施上去解决。首先制定合理的施工顺序;其次静力压桩必须选择有足够压桩力的施工机械,要避免抬机等现象出现。压桩时注意压桩力控制在桩身极限强度范围以内,且注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。
(2)桩基施工时压桩力远低于设计承载力。地质勘察报告所提供的各土层特性基本准确,可能由于压桩机械的压桩速度偏快,而土层的粘聚力又偏小,故压桩时桩将土直接剪坏,引起压桩力偏低,一定时间后土能恢复固结。在15天后再进行试桩,试验承载力是否能满足设计要求。
(3)桩基施工与原有建筑帷幕桩冲突。在桩基施工时,拟建建筑物桩基与其临近建筑物的帷幕桩冲突,需根据施工单位提供的原有帷幕桩的准确位置重新核算和布置桩位。桩基施工是基础工程重要的环节,打桩前要踏勘施工场地情况,了解不利情况,预先做好安排计划,确保基础工程准确进行。
三、桩基础设计未来发展
无论是桩基础的设计理论还是设计方法，都在不断吸取其他学科先进成果，并且，取得了非常迅速的发展，如电子计算机和数值计算方法的巨大成就，岩土力学、结构工程、施工技术领域的研究成果，给桩基科学注入了新的活力，并形成和发展了许多新的设计理论。疏桩设计理论、复合桩基础设计理论、桩基与上部结构建筑协同作用理论、桩端（侧）压力注浆设计理论、桩的水平抗力及抗震理论、桩基环境效应理论都得到不断地发展。利用建立某区域试桩数据库和城市地层柱状图及岩土参数数据表进行初步设计，并利用现场测桩数据进行施工图设计的反馈优化设计是信息化桩基设计的一个重要方向。另外，针对工程经济效益以及环境保护因素的控制，桩基的优化设计理论与方法也得到快速的发展，不过，目前仍在完善中。
结语：
在对桩基础的设计当中，我们广大的设计人员一定要采用多方案比较，选择合理的桩型与桩长，这都将对整个基础设计的合理性与经济性产生巨大的影响，当然我们也应考虑施工可行性等多方面因素。相信我国的桩基础设计在未来的日子里一定能够得到更好的发展。
参考文献
[1]顾晓鲁，等.地基与基础（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
[2]乔来军.CFG桩在高层建筑地基处理中的应用[C].中国土木工程学会第七届土力学及基础工程学术会议论文集.中国建筑工业出版社,1994.10.
[3]GB50007-2001建筑地基基础设计规范[S].
[4]JGJ 106—2003,建筑基桩检测技术规范[S].
[5]JGJ 94—94,建筑桩基技术规范[S].