桩基础设计要点研究

桩基础设计要点研究

摘要：对于工程建设而言，最重要设计工艺就是关于桩基的设计建设。其质量

的好坏直接影响着整个工程的质量及使用情况。随着我国工程建设的不断创新与

发展，对工程建设不仅要求其设计要符合相关标准要求，对其质量更是有着更高

更严的要求。本文就针对目前阶段我国工程建设在桩基设计工艺方面存在的问题

进行详细的分析与总结，并希望通过文章的论述可以为相关工作者提供一定的参

考意见，以此来提高整个工程桩基设计建设的质量，延长的使用寿命。

关键词：桩基础；设计；要点

引言

基础以桩基础形式为主，选择合适的桩基础类型，做好桩基础设计，无论是

对基础安全，还是降低造价，都有重要作用。

1、桩基础的设计要点

1.1 岩溶地区的桩基础

1）摩擦桩。当实际桩基设计工况面临较差的持力层，持力层内含有较多溶洞，岩溶发育区较广导致持力层底板强度不够时，可以对填土的厚度、密实度进行分析，当填土的密实度足够时，可考虑将桩基设计成摩擦性桩。桩基设计过程中假

设桩基自身混凝土结构与岩石胶结程度较好，充分考虑桩身与岩石之间的摩阻力

所提供的桩基承载力。忽略桩端土的承载力，因为桩端位置较深，岩层内部缝隙

中地下水的存在会导致桩端沉淀土的存在。同时进行桩基设计时还要考虑摩擦性

桩的负摩阻力。较厚的土层相对应桩身向下沉降，有负向变形时，对桩身的负摩

阻力较大，需计算分析。2）嵌岩桩。首先是嵌岩桩底部持力层厚度的确定；为

确保桩端传力路径安全稳定，一般工程设计中会将桩端位置设置在岩溶发育区、

溶洞层的下面，利用强度较高的基岩作为桩基的持力层。但是由于工程自身地质

条件限制，桩基的桩端难以穿越岩溶发育区，此时只能考虑岩溶发育区的上部岩

层为持力层，因此必须正确的计算持力层的承载力能否满足桩基设计需求。其次

是通过岩溶发育区的上部岩层所受弯矩对其自身厚度进行强度演算；考虑到持力

层的相对完整，强度较大，洞间距大于三倍桩基时一般需进行受弯验算。持力层

最小厚度参考下面公式 1。

式中：M 为持力层所受弯矩，KN•m，根据持力层岩石的边界约束情况分下面几种类型：（1）持力层顶板周边完整，顶板中间存在缝隙，此时考虑为悬臂梁

结构，其中弯矩 M 按照 M=0.5qL2+PL 计算。（2）持力层顶板周边存在缝隙，顶

板中间完整，此时考虑为简支梁结构，其中弯矩 M 按照 M=0.125qL2+0.25PL 计算。（3）持力层顶板周边以及顶板都完整时，考虑固端梁结构，其中弯矩 M 按照

M=0.083qL2+0.175PL 计算。其中 P 为桩端传来的集中荷载，单位 KN，L 为顶板的

跨度，单位 m。最后，按照剪切应力大小对持力层厚度进行演算。洞间距小于三

倍桩基时一般需进行剪切应力检验。计算公式见公式 2.

在实际建筑工程中，要根据桩端持力层以及顶板完整性分别选取不同的计算

公式进行演算，无缝隙完整性较好的考虑固端梁结构计算，有缝隙完整性较差的

考虑简支梁结构。

1.2 冻土地区的桩基础

1）冻胀地区的桩基础设计应该考虑冻胀土的影响。其影响主要是冻胀力的作

用，当土体冻结就会发生体积膨胀现象，如果此时桩基位于冻胀土范围内，就会

承受冻胀土的额外作用力。一旦冻胀土的问题没有合理解决，将可能引起桩基与

承台的断裂破坏。因此应该在考虑冻胀力的情况下进行桩基的抗拉计算以及稳定

性校核。2）近几年全球变暖问题日益突出，当工程所处的冻胀土地区温度发生

突变，大幅度上升导致冻胀土解冻，成为非冻胀土。如果再桩基设计时没能考虑

这个问题，冻胀土地基承载力的突变将可能引发桩基沉陷、断裂等严重后果。因

此在桩基设计时应该根据冻土性质进行分部考虑，如下表 1 所示。

表 1 不同冻土类型桩基础承载力计算

2、桩基施工设计问题与解决措施

在桩基施工设计过程中，经常会出现一些问题，难以提升工程建设质量，无

法满足相关需求。因此，施工管理人员需要全面分析其中存在的问题，采取有效

措施解决问题，为其后续发展奠定基础。具体表现为以下几点：

2.1 桩基承载力较低

在桩基施工期间，经常会出现承载力低的现象，难以达到设计标高，受到时

间的约束，无法提升其工作质量，因此，设计人员需要制定完善的设计制度。①设计者需要全面分析地质报告参数，明确单个桩基的承载力数据，然后对其进行

设计，在提升估算数据准确性的情况下，要求施工人员按照相关数据信息开展施

工工作，在桩基施工结束之后，需要对其进行静载负荷试验，保证其承载能力负

荷相关要求，如果单个桩基承载能力不能满足相关设计标准，将会导致整体桩基

工程施工质量降低。②设计者需要明确施工工序，科学控制每个流程的施工质量，例如：在跳打施工中，需要保证水压力消散之后，才能开展下一根桩基施工工作。

2.2 沉降计算措施

桩基对于沉降差与沉降反应较为敏感，因此，设计者需要按照国家规定，对

沉降进行全面的计算，提升计算数据的准确性。例如：在高层基础沉降缝计算汇总，需要按照相关要求对其进行计算，以此获取准确的桩基沉降数据信息。对于

统一单元结构而言，需要采取统一的计算方式，按照国家相关规定开展桩基施工

工作，逐渐提升设计质量。

2.3 桩长细比控制措施

在实际设计工作中，设计者需要科学控制桩长细比，保证可以合理设计桩形

状与长度，提升其经济效益。部分设计者在设计中，还在应用传统的方式对桩长

度与直径进行控制，导致出现浪费现象。因此，设计者需要制定完善的设计方案，根据相关设计要求等，对长细比的限值进行处理。同时，还要根据我国桩基施工

现状，对其进行控制，保证可以提升桩基施工设计质量，满足其实际发展需求。

2.4 桩间距的设计措施

目前，部分桩基施工设计人员在计工作中，不能更好的对桩间距进行设计，

难以提升设计工作质量，无法发挥现代化设计作用，甚至会出现成桩质量问题，

难以优化其发展体系。因此，设计者在实际工作中，需要制定完善的设计方案，

保证可以提升设计工作质量，优化其发展体系。同时，设计者需要制定完善的设

计方案，按照相关设计规范等，全面控制施工质量。

2.5 桩基施工控制人员控制

①桩基施工人员作为桩基施工控制的负责人，其自身的专业水平和施工控制

经验将直接决定了施工控制的总体质量。就桩基施工控制人员的工作内容来说，

一方面控制人员要熟悉掌握桩基施工机械和设备的性能、效率，保证桩基施工作

业的正常开展。另一方面，桩基施工负责人还要做好机械设备的定期维护与保养