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【摘要】：桩基础是工程建设中使用较多的一种基础型式，对其进行研究具有非常重要的意义，本文以下内容将对桩基础设计中常见问题进行分析和探讨，并提出解决对策。
【关键词】：桩基础；设计；常见问题；对策分析
中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：
1、前言
桩基础具有很高的竖向承载力、刚度和抗倾覆能力，且桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固基岩，减小地震作用造成浅部土层液化产生的影响，从而确保建筑的稳定，故桩基础在各类建筑中得到广泛的应用。
2、桩基础设计中常见问题及对策分析
根据作者多年的实践经验，认为在桩基础设计中常见有如下几个方面的问题：第一，桩的长细比限制问题。桩的长细比的限制控制是旧规范的要求,在新的规范中，长细比的限制被取消了。然而，一些设计者在工程设计中没有按照新的规范，仍按照旧规范中长细比来控制桩长或桩径,造成了一些不必要的浪费。长细比限值主要的作用是为了保证桩身不产生压屈失稳,按照不同的施工条件,对于端承桩因有较坚硬的不变形的持力层,在桩顶竖向荷载的作用下,如果桩身过于细长,因为受重不平衡很容易出现失稳破坏。摩擦型桩一般不需考虑长细比的限制问题,因为桩身应力向下衰减,并且随着荷载加大桩会产生沉降,不会产生压屈失稳。随着高层建筑的发展,超长桩及长桩也是相当的广泛,但是因为受到长细比限值，一定程度上制约了长桩的使用。第二，设计中不重视试桩。当前，桩基础设计一般是根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值，根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工，而在施工结束后，再挑选试桩进行相关的试验，这个过程很不科学。如果结果符合估算要求，则皆大欢喜，否则就要进行补桩，或者设计的保守系数较高，结果虽符合，但是却造成了很大的浪费。所以在桩基础设计过程中，就要通过设计试桩并进行静载实验，通过科学试验，取得准确数据，能使设计方案更加合理和经济。第三，忽略了短桩和深基础的设计计算的区别。这是设计人员经常忽略的问题，对于桩长较短的人工挖孔桩基础，规范没有明确其端阻力该如何取值，有设计人员以6m为界限，桩长大于6m，采用桩极限端阻力，反之按深基础设计，如此得出的端阻力相差2- 3倍，这样并不科学。有研究资料表明:短桩基底的变形破坏模式既不同于浅基础的整体剪切破坏，也不同于一般桩基础的刺入破坏或深层剪切破坏，当桩的长径比H/D大于6-7时，桩端极限端阻力不再随深度增加而增加，达到最大值，可以认为挖孔桩按桩设计的最小桩长应为6-7倍扩大头直径，反之可根据桩的沉降影响系数(IP)的比值对极限端承载力标准值(Pu)进行折减。第四，标高和平面设计中存在的问题。标高和平面位置布置是桩基设计和现场测量放线确定桩位桩长的重要依据，但实际设计中容易被忽略，存在的问题如：柱底轴力图的柱网关系与建筑图不一致；桩群承载力合力点与长期荷载重心偏离过大；建筑、结构两专业均未给出±0的绝对标高值以至无法确定基础埋深、持力层及软弱下卧层的影响；存在±0“待周边建筑标高提供后确定” 的使桩标高无法确定的提法；勘察报告上标高与设计所用标高不一致，无法确定持力层的标高；桩基础施工图中没有明确持力层层号及桩进入持力层的深度；某工程端承桩设计要求进入持力层2米，同时又规定桩长，桩是双控还是以一种为主控制不明确，施工难以掌握等问题。第五，桩型设计中考虑问题不全面。设计人员在进行桩型选择的时候，很多情况下仅仅考虑业主方的意见，没有进行优化设计，导致了业主投资的加大。其实在桩型设计中应考虑很多方面的因素，主要包括如下几个方面：①考虑地质条件的影响。选择桩基形式要认真分析地质条件，根据土层分布特征，选用适宜的桩型。如果建筑场地存在硬土夹层，为穿过该土层应优先考虑钻孔桩。场地淤泥质土较厚，通常应采用能保证桩身质量的预制桩，由于技术及施工机械较为成熟、施工速度快且受气候环境影响小，这种桩型目前应用最为广泛。在桩基设计中持力层岩性的风化程度也是决定采用何种施工方法的重要因素。②考虑上部结构荷载的影响。设计人员应根据建筑物荷载的不同定出适度的单桩承载力，此值过高会加大桩长、桩径，给施工造成困难、增大投资；过小不仅会增加桩数且往往不能充分发挥地基土的承载力也势必造成浪费。根据苏州地区的住宅类施工经验，建议7～l0层的建筑，设计单桩承载力宜在800KN以下，适宜于这类建筑物的桩型有夯扩桩、沉管灌注桩、预制混凝土桩。11～25层住宅建筑物尽量不采用钻孔桩，因其桩径大又属排土桩，摩阻力相对较低所以不经济，其单桩设计承载力宜为900～1600KN。对于良好持力层且深度不深，上部无较厚的软弱土层时，可采用振动沉管灌注桩或静压预制桩；持力层埋深较大时(超过30m)，可选择锤击预制桩或大吨位静压预制桩(300t以上桩机)。③考虑不同施工工艺特点。现在桩基施工工艺较多，不同的施工工藝都有各自的特性，选择桩型和施工方法时，应扬长避短，充分发挥有利的一面。常用的桩基础施工工艺有：静压预制桩、打入式预制桩、振动沉管灌注桩、夯扩桩、锤击沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、引孔静压桩。第六，对桩筏基础，筏板是否设置褥垫层混淆不清。有的设计人员认为，不管在什么情况下，在桩筏基础共同作用的情况下，在筏板基础下面均必须设置褥垫层，其实这是很错误，根据相关研究表明：当桩端位于可压缩层，即桩为摩擦桩或者端承摩擦桩的时候，不设褥垫层，不仅免去了垫层的施工困难及由于垫层施工不到位或厚度不合理导致沉降不均或刚度不足隐患，而且总沉降更小，基础造价可能更低。而当桩端置于不可压缩层或压缩量极小的土层上时，由于桩端无法刺入土层或刺入量很小，可能无法使土进入工作状态而达不到共同作用效果，即不能形成复合桩基，此时，应设置一定厚度的褥垫层，为桩顶提供一向上刺入量，使桩间土进入工作状态，从而形成复合桩基。所以，在桩筏基础设计中，是否设置褥垫层应根据工程实际，合理的进行设计，不能一概而论。
4、结尾
以上内容对桩基础设计中常见问题进行了分析，并在分析的基础上提出了解决措施，作为一名设计人员，必须严格遵守规范，并注意研究新旧规范的区别，以便能及时的更新设计思想和理念，但是遵守规范更要灵活运用规范，只有这样才能在实践中不断提高设计水平。
【参考文献】
[1] 《桩基工程手册》史佩栋等，人民交通出版社
[2]《桩基础的设计方法与施工技术》高大钊等；机械工业出版社
[3]《桩基础设计与检测》丁美英等；华中科技大学出版社
【关键词】：桩基础；设计；常见问题；对策分析
中图分类号：TU473.1文献标识码： A 文章编号：
1、前言
桩基础具有很高的竖向承载力、刚度和抗倾覆能力，且桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固基岩，减小地震作用造成浅部土层液化产生的影响，从而确保建筑的稳定，故桩基础在各类建筑中得到广泛的应用。
2、桩基础设计中常见问题及对策分析
根据作者多年的实践经验，认为在桩基础设计中常见有如下几个方面的问题：第一，桩的长细比限制问题。桩的长细比的限制控制是旧规范的要求,在新的规范中，长细比的限制被取消了。然而，一些设计者在工程设计中没有按照新的规范，仍按照旧规范中长细比来控制桩长或桩径,造成了一些不必要的浪费。长细比限值主要的作用是为了保证桩身不产生压屈失稳,按照不同的施工条件,对于端承桩因有较坚硬的不变形的持力层,在桩顶竖向荷载的作用下,如果桩身过于细长,因为受重不平衡很容易出现失稳破坏。摩擦型桩一般不需考虑长细比的限制问题,因为桩身应力向下衰减,并且随着荷载加大桩会产生沉降,不会产生压屈失稳。随着高层建筑的发展,超长桩及长桩也是相当的广泛,但是因为受到长细比限值，一定程度上制约了长桩的使用。第二，设计中不重视试桩。当前，桩基础设计一般是根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值，根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工，而在施工结束后，再挑选试桩进行相关的试验，这个过程很不科学。如果结果符合估算要求，则皆大欢喜，否则就要进行补桩，或者设计的保守系数较高，结果虽符合，但是却造成了很大的浪费。所以在桩基础设计过程中，就要通过设计试桩并进行静载实验，通过科学试验，取得准确数据，能使设计方案更加合理和经济。第三，忽略了短桩和深基础的设计计算的区别。这是设计人员经常忽略的问题，对于桩长较短的人工挖孔桩基础，规范没有明确其端阻力该如何取值，有设计人员以6m为界限，桩长大于6m，采用桩极限端阻力，反之按深基础设计，如此得出的端阻力相差2- 3倍，这样并不科学。有研究资料表明:短桩基底的变形破坏模式既不同于浅基础的整体剪切破坏，也不同于一般桩基础的刺入破坏或深层剪切破坏，当桩的长径比H/D大于6-7时，桩端极限端阻力不再随深度增加而增加，达到最大值，可以认为挖孔桩按桩设计的最小桩长应为6-7倍扩大头直径，反之可根据桩的沉降影响系数(IP)的比值对极限端承载力标准值(Pu)进行折减。第四，标高和平面设计中存在的问题。标高和平面位置布置是桩基设计和现场测量放线确定桩位桩长的重要依据，但实际设计中容易被忽略，存在的问题如：柱底轴力图的柱网关系与建筑图不一致；桩群承载力合力点与长期荷载重心偏离过大；建筑、结构两专业均未给出±0的绝对标高值以至无法确定基础埋深、持力层及软弱下卧层的影响；存在±0“待周边建筑标高提供后确定” 的使桩标高无法确定的提法；勘察报告上标高与设计所用标高不一致，无法确定持力层的标高；桩基础施工图中没有明确持力层层号及桩进入持力层的深度；某工程端承桩设计要求进入持力层2米，同时又规定桩长，桩是双控还是以一种为主控制不明确，施工难以掌握等问题。第五，桩型设计中考虑问题不全面。设计人员在进行桩型选择的时候，很多情况下仅仅考虑业主方的意见，没有进行优化设计，导致了业主投资的加大。其实在桩型设计中应考虑很多方面的因素，主要包括如下几个方面：①考虑地质条件的影响。选择桩基形式要认真分析地质条件，根据土层分布特征，选用适宜的桩型。如果建筑场地存在硬土夹层，为穿过该土层应优先考虑钻孔桩。场地淤泥质土较厚，通常应采用能保证桩身质量的预制桩，由于技术及施工机械较为成熟、施工速度快且受气候环境影响小，这种桩型目前应用最为广泛。在桩基设计中持力层岩性的风化程度也是决定采用何种施工方法的重要因素。②考虑上部结构荷载的影响。设计人员应根据建筑物荷载的不同定出适度的单桩承载力，此值过高会加大桩长、桩径，给施工造成困难、增大投资；过小不仅会增加桩数且往往不能充分发挥地基土的承载力也势必造成浪费。根据苏州地区的住宅类施工经验，建议7～l0层的建筑，设计单桩承载力宜在800KN以下，适宜于这类建筑物的桩型有夯扩桩、沉管灌注桩、预制混凝土桩。11～25层住宅建筑物尽量不采用钻孔桩，因其桩径大又属排土桩，摩阻力相对较低所以不经济，其单桩设计承载力宜为900～1600KN。对于良好持力层且深度不深，上部无较厚的软弱土层时，可采用振动沉管灌注桩或静压预制桩；持力层埋深较大时(超过30m)，可选择锤击预制桩或大吨位静压预制桩(300t以上桩机)。③考虑不同施工工艺特点。现在桩基施工工艺较多，不同的施工工藝都有各自的特性，选择桩型和施工方法时，应扬长避短，充分发挥有利的一面。常用的桩基础施工工艺有：静压预制桩、打入式预制桩、振动沉管灌注桩、夯扩桩、锤击沉管灌注桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、引孔静压桩。第六，对桩筏基础，筏板是否设置褥垫层混淆不清。有的设计人员认为，不管在什么情况下，在桩筏基础共同作用的情况下，在筏板基础下面均必须设置褥垫层，其实这是很错误，根据相关研究表明：当桩端位于可压缩层，即桩为摩擦桩或者端承摩擦桩的时候，不设褥垫层，不仅免去了垫层的施工困难及由于垫层施工不到位或厚度不合理导致沉降不均或刚度不足隐患，而且总沉降更小，基础造价可能更低。而当桩端置于不可压缩层或压缩量极小的土层上时，由于桩端无法刺入土层或刺入量很小，可能无法使土进入工作状态而达不到共同作用效果，即不能形成复合桩基，此时，应设置一定厚度的褥垫层，为桩顶提供一向上刺入量，使桩间土进入工作状态，从而形成复合桩基。所以，在桩筏基础设计中，是否设置褥垫层应根据工程实际，合理的进行设计，不能一概而论。
4、结尾
以上内容对桩基础设计中常见问题进行了分析，并在分析的基础上提出了解决措施，作为一名设计人员，必须严格遵守规范，并注意研究新旧规范的区别，以便能及时的更新设计思想和理念，但是遵守规范更要灵活运用规范，只有这样才能在实践中不断提高设计水平。
【参考文献】
[1] 《桩基工程手册》史佩栋等，人民交通出版社
[2]《桩基础的设计方法与施工技术》高大钊等；机械工业出版社
[3]《桩基础设计与检测》丁美英等；华中科技大学出版社