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摘要：当前城市中越来越多的高层建筑拔地而起，高层的基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例。而高层基础往往采用桩基础，因此，如何选择合理的桩基础形式，对于保证安全，节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。这就要求设计人员紧密结合地勘报告，选择一个最优化的基础方案。笔者就以下几方面对桩基础设计中值得注意的问题进行探讨。
关键词：高层；建筑结构；桩基础；设计
中图分类号： TU3 文献标识码： A
引言
随着我国经济的快速发展，高层建筑的数量正不断增加，对高层建筑结构桩基础的研究也成为当前的热点问题。高层建筑桩基础问题往往比较复杂，虽然经过大量研究工作，但是所得结果仍然和实际有较大差别。因此，对高层建筑结构桩基础的设计进行分析有着重要的现实意义。
一、桩形选择
桩形选择也被称为桩基础形式选择。一般而言，在建筑工程中桩基础根据其受力方式不同，可以分为摩擦桩、摩擦端承桩、端承桩等不同的桩型；与此同时，按照按其施工方法的不同，又可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、捶击灌注桩、人工挖孔桩等不同的桩型。因此在建筑工程施工过程中，如何更加合理的选择桩基础形式，对于保证建筑工程顺利进行和施工安全，同时合理加快建筑工程施工进度，并且有效降低建筑工程的工程造价，都有着非常密切的联系。因此在桩基础设计施工过程中，应当注重桩型的有效选择，这一工作应当首先建立在对工程地形的有效勘察与分析上。在此以某市的旧城改造项目为例，这一项目的整个建筑是6 层的砖混结构，并且在地质勘测报告中显示其地质条件为建场地上部普遍分布着厚度不均的粘土层，其厚度大约在0.50～6.10m，因此根据对其地质条件进行研究与分析，可以发现这一工程并不适合做浅基础，同时也很不适合进行换土回填，因此桩基础的应用是较为合适的。与此同时，由于该项目属于旧城改造范畴，场地周边多为居民区，钻孔灌注桩和捶击灌注桩的应用会对周边居民的生活带来较大影响，此不建议采用。经比较人工挖孔桩具备施工方便、造价低廉、环境污染和噪音小等优点，因此最后采用人工挖孔桩。通过案例分析可以发现，桩型的有效选择对于建筑工程的顺利进行有着重要影响。
二、桩长设计
桩长设计是桩基础设计施工的重要组成部分，通常，在桩基础设计、施工过程中应当注重在满足现有规范要求的前提下，有效保证工程的安全性与质量，同时也要保证桩长设计的灵活性，并且根据不同的地质条件采用多种桩基方案优化比较设计，从而使桩基的设计与施工能够真正达到安全、合理、经济、便捷等工程要求。一般来说，在桩型设计已经经过了大量工程的实践，并且各样桩型的长度也已经得到了有效分析。因此对于某项建筑工程而言，其桩基础通常会根据工程的类型、地质情况、地下水位、施工设备、施工环境、施工队伍水平等方面出发进行考虑，并在此基础上初步选择2—3个桩长，并且通过更进一步的研究与分析，对这几个方案进行有效的优化与筛选，从而确定最后的桩长设计方案。除此之外，在桩长的确定过程中，通常会根据所掌握的相关地质资料，以及建筑工程的荷载特点、周边环境，对之前的方案进行反复修改与验算，从而确保桩长设计的有效进行。
三、桩偏差处理
桩偏差处理是桩基础设计施工中的重要环节。在建筑工程中通常会由于地质资料误差、设计过程简化、施工水平降低等原因，造成桩基础设计施工出现相应的偏差，因此对这些偏差进行合理的处理，可以有效提升桩基础设计施工水平。通常情况下，桩偏差处理主要包括两个方面的内容，一方面是竖向偏差，另一方面则是水平偏差。根据我国相关规定，在施工过程中桩基础偏差通常被允许在某一个范围内，即在这一范围内的桩基础偏差对于工程的整体质量不会引起较大的影响，但是在工作中还是应当对出现的桩偏差进行有效处理。举例说明，当进行竖向偏差处理时，如果桩顶标高高于设计标高，则工作人员应当进行适当的截桩，这一工作的进行可使偏差较为经济地得到处理。当桩顶标高低于设计标高时，工作人员应当注重桩头的有效补齐。在不同处理方法的选择过程中，还应当考虑到不同的处理方式对于工程质量、工程工期、工程造价等的影响，从而在对桩偏差进行有效处理的前提下，促进桩基础设计施工工作水平持续提升。
四、质量问题解决
在樁基础设计施工过程中质量问题的出现是不可避免的，因此应当正确的看待这一问题，并对桩基础设计施工过程中可能存在的质量问题，进行及时的发现与处理。在这一过程中当发现质量问题时，不应草率的进行处理，应当在进行上报之后同相关勘察、管理等部门的工作人员进行协同的分析、研究，并在此基础正确处理方案的有效提出。在桩基础设计施工过程中，较为常用的质量问题解决方法，主要包括补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等。补沉法是指在预制桩人土深度不足，或者打入桩因土体隆起问题将桩基础进行上抬时，通过补沉的方法将其补足。通常来说，在桩距较小时，桩基础设计施工人员应当优先采用先钻孔、后植桩、最后沉桩的方法，对质量问题进行解决。这一方法的应用优点，在于可以有效利用相应的施工反力从而使桩基础设计施工中的质量问题得到较为便捷的处理，从而尽可能减少其对工期的延误。除此之外，送补结合法的有效运用可以补足整个桩基础的竖向承载力，从而更好地提升桩基础设计施工的整体水平。
五、高层建筑桩基础设计的问题
5.1刚性桩基设计
传统刚性桩基是高层建筑基础工程常用的设计方法。设计中根据建筑物的具体结构情况、工程地质情况以及施工外部条件，确定桩的类型和参数。首先，应确定承台埋深和尺寸；然后，确定桩基的类型、数量及平面布置；最后，验算桩基中各桩所受的外力是否超过单桩承载力特征值。必要时，应验算群桩基础的地基强度和沉降量后再进行承台设计。
桩的数量按承台传递的竖向荷载和单桩承载力特征值确定，桩间距一般取3-4倍桩径。现行设计方法是假设承台底面以上的荷载完全通过群桩传递给地基持力层，不考虑桩间土分担荷载。按轴心受压桩数量n应满足：n≥（N+G）/Pa（N是作用在承台上的竖向荷载；G是承台自重及承台上土重量；Pa是单桩竖向承载力特征值）。
5.2减沉桩基设计
减沉桩的定义是地基承载力满足设计要求，但沉降量过大，从而设置较少量的桩以减少地基沉降，称之为减沉桩。减沉是通过减少地基土中荷载来实现的，由于减沉桩设置的数量相对少，减沉后地基的沉降量仍比单桩达极限荷载时的沉降量要大，最终沉降量甚至可达160mm以上，而一般单桩达极限时对应的沉降量仅为数毫米，最大也不可能超过30mm。所以，减沉桩一般都会达到极限荷载。
5.3软土地基处理
由于软土具有强度低、压缩性大、透水性差等特点，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基基础的变形和稳定问题。地基处理的目的是要提高软土地基的强度、降低软土的压缩性、保证地基的稳定性，以减少基础沉降或不均匀沉降。现行建筑地基处理方法有超载预压法、减少附加应力法、水泥深层搅拌等方法，每种处理方法都有一定的针对性。地基处理方法选择合理与否，将直接影响到建筑物施工的安全、效益和技术可行性。
结语
总之，桩基础设计工程是一项繁重而复杂的过程，设计人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾从各方面使之合理优化，达到所希望的最佳效果。
参考文献：
[1]高忠；单桩轴向荷载传递的理论分析[J]；山西建筑，2003，29（17）
[2]陈继荣；建筑结构设计常见问题分析[J]；河南科技，2010
[3]中华人民共和国国家标准；GB50011-2010建筑抗震设计规范；2010，5
关键词：高层；建筑结构；桩基础；设计
中图分类号： TU3 文献标识码： A
引言
随着我国经济的快速发展，高层建筑的数量正不断增加，对高层建筑结构桩基础的研究也成为当前的热点问题。高层建筑桩基础问题往往比较复杂，虽然经过大量研究工作，但是所得结果仍然和实际有较大差别。因此，对高层建筑结构桩基础的设计进行分析有着重要的现实意义。
一、桩形选择
桩形选择也被称为桩基础形式选择。一般而言，在建筑工程中桩基础根据其受力方式不同，可以分为摩擦桩、摩擦端承桩、端承桩等不同的桩型；与此同时，按照按其施工方法的不同，又可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、捶击灌注桩、人工挖孔桩等不同的桩型。因此在建筑工程施工过程中，如何更加合理的选择桩基础形式，对于保证建筑工程顺利进行和施工安全，同时合理加快建筑工程施工进度，并且有效降低建筑工程的工程造价，都有着非常密切的联系。因此在桩基础设计施工过程中，应当注重桩型的有效选择，这一工作应当首先建立在对工程地形的有效勘察与分析上。在此以某市的旧城改造项目为例，这一项目的整个建筑是6 层的砖混结构，并且在地质勘测报告中显示其地质条件为建场地上部普遍分布着厚度不均的粘土层，其厚度大约在0.50～6.10m，因此根据对其地质条件进行研究与分析，可以发现这一工程并不适合做浅基础，同时也很不适合进行换土回填，因此桩基础的应用是较为合适的。与此同时，由于该项目属于旧城改造范畴，场地周边多为居民区，钻孔灌注桩和捶击灌注桩的应用会对周边居民的生活带来较大影响，此不建议采用。经比较人工挖孔桩具备施工方便、造价低廉、环境污染和噪音小等优点，因此最后采用人工挖孔桩。通过案例分析可以发现，桩型的有效选择对于建筑工程的顺利进行有着重要影响。
二、桩长设计
桩长设计是桩基础设计施工的重要组成部分，通常，在桩基础设计、施工过程中应当注重在满足现有规范要求的前提下，有效保证工程的安全性与质量，同时也要保证桩长设计的灵活性，并且根据不同的地质条件采用多种桩基方案优化比较设计，从而使桩基的设计与施工能够真正达到安全、合理、经济、便捷等工程要求。一般来说，在桩型设计已经经过了大量工程的实践，并且各样桩型的长度也已经得到了有效分析。因此对于某项建筑工程而言，其桩基础通常会根据工程的类型、地质情况、地下水位、施工设备、施工环境、施工队伍水平等方面出发进行考虑，并在此基础上初步选择2—3个桩长，并且通过更进一步的研究与分析，对这几个方案进行有效的优化与筛选，从而确定最后的桩长设计方案。除此之外，在桩长的确定过程中，通常会根据所掌握的相关地质资料，以及建筑工程的荷载特点、周边环境，对之前的方案进行反复修改与验算，从而确保桩长设计的有效进行。
三、桩偏差处理
桩偏差处理是桩基础设计施工中的重要环节。在建筑工程中通常会由于地质资料误差、设计过程简化、施工水平降低等原因，造成桩基础设计施工出现相应的偏差，因此对这些偏差进行合理的处理，可以有效提升桩基础设计施工水平。通常情况下，桩偏差处理主要包括两个方面的内容，一方面是竖向偏差，另一方面则是水平偏差。根据我国相关规定，在施工过程中桩基础偏差通常被允许在某一个范围内，即在这一范围内的桩基础偏差对于工程的整体质量不会引起较大的影响，但是在工作中还是应当对出现的桩偏差进行有效处理。举例说明，当进行竖向偏差处理时，如果桩顶标高高于设计标高，则工作人员应当进行适当的截桩，这一工作的进行可使偏差较为经济地得到处理。当桩顶标高低于设计标高时，工作人员应当注重桩头的有效补齐。在不同处理方法的选择过程中，还应当考虑到不同的处理方式对于工程质量、工程工期、工程造价等的影响，从而在对桩偏差进行有效处理的前提下，促进桩基础设计施工工作水平持续提升。
四、质量问题解决
在樁基础设计施工过程中质量问题的出现是不可避免的，因此应当正确的看待这一问题，并对桩基础设计施工过程中可能存在的质量问题，进行及时的发现与处理。在这一过程中当发现质量问题时，不应草率的进行处理，应当在进行上报之后同相关勘察、管理等部门的工作人员进行协同的分析、研究，并在此基础正确处理方案的有效提出。在桩基础设计施工过程中，较为常用的质量问题解决方法，主要包括补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等。补沉法是指在预制桩人土深度不足，或者打入桩因土体隆起问题将桩基础进行上抬时，通过补沉的方法将其补足。通常来说，在桩距较小时，桩基础设计施工人员应当优先采用先钻孔、后植桩、最后沉桩的方法，对质量问题进行解决。这一方法的应用优点，在于可以有效利用相应的施工反力从而使桩基础设计施工中的质量问题得到较为便捷的处理，从而尽可能减少其对工期的延误。除此之外，送补结合法的有效运用可以补足整个桩基础的竖向承载力，从而更好地提升桩基础设计施工的整体水平。
五、高层建筑桩基础设计的问题
5.1刚性桩基设计
传统刚性桩基是高层建筑基础工程常用的设计方法。设计中根据建筑物的具体结构情况、工程地质情况以及施工外部条件，确定桩的类型和参数。首先，应确定承台埋深和尺寸；然后，确定桩基的类型、数量及平面布置；最后，验算桩基中各桩所受的外力是否超过单桩承载力特征值。必要时，应验算群桩基础的地基强度和沉降量后再进行承台设计。
桩的数量按承台传递的竖向荷载和单桩承载力特征值确定，桩间距一般取3-4倍桩径。现行设计方法是假设承台底面以上的荷载完全通过群桩传递给地基持力层，不考虑桩间土分担荷载。按轴心受压桩数量n应满足：n≥（N+G）/Pa（N是作用在承台上的竖向荷载；G是承台自重及承台上土重量；Pa是单桩竖向承载力特征值）。
5.2减沉桩基设计
减沉桩的定义是地基承载力满足设计要求，但沉降量过大，从而设置较少量的桩以减少地基沉降，称之为减沉桩。减沉是通过减少地基土中荷载来实现的，由于减沉桩设置的数量相对少，减沉后地基的沉降量仍比单桩达极限荷载时的沉降量要大，最终沉降量甚至可达160mm以上，而一般单桩达极限时对应的沉降量仅为数毫米，最大也不可能超过30mm。所以，减沉桩一般都会达到极限荷载。
5.3软土地基处理
由于软土具有强度低、压缩性大、透水性差等特点，因此在软土地基上修建建筑物，必须重视地基基础的变形和稳定问题。地基处理的目的是要提高软土地基的强度、降低软土的压缩性、保证地基的稳定性，以减少基础沉降或不均匀沉降。现行建筑地基处理方法有超载预压法、减少附加应力法、水泥深层搅拌等方法，每种处理方法都有一定的针对性。地基处理方法选择合理与否，将直接影响到建筑物施工的安全、效益和技术可行性。
结语
总之，桩基础设计工程是一项繁重而复杂的过程，设计人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾从各方面使之合理优化，达到所希望的最佳效果。
参考文献：
[1]高忠；单桩轴向荷载传递的理论分析[J]；山西建筑，2003，29（17）
[2]陈继荣；建筑结构设计常见问题分析[J]；河南科技，2010
[3]中华人民共和国国家标准；GB50011-2010建筑抗震设计规范；2010，5