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岩土工程中桩基础工程设计讨论
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摘要:岩土工程在建筑工程中的作用越来越突出,而在岩土工程中,其施工设计与使用状况直接关系到工程的质量。为了有效确保桩基础的施工质量,使桩基础的优点与作用得到最大限度的发挥,在设计前期应对桩基础的整体设计进行全面的分析,并根据工程的具体情况,合理、科学地进行桩基础的施工,以确保方案能够企业岩土工程的要求。本文将以此为切入点,简要介绍桩基设计的重要意义,并对其在岩土工程中的设计要点进行分析,而后提出改进的建议,以期对有关方面有所帮助。
关键词:岩土工程;桩基础;设计要点;改善措施
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引言
加强对桩基工程设计的研究,可以为工程施工中的稳定提高提供一定的理论依据,使桩基的使用状态得以维持,并使其在实际中得到更好的设计。因此,在对桩基进行研究时,应充分重视其工程设计,并能有效地开展相关的设计工作,以保证其施工作业的顺利进行,从而避免对工程地基的使用效果造成负面影响。以下将对岩土工程中的桩基础工程设计要点及其路径进行探究。
1 桩基础设计的重要性
要想在岩土工程中实现桩基的设计,需要充分认识桩基的设计意义。主要体现在以下几个方面:(1)加强桩基的设计,既能有效地保证地基的稳定,又能对岩土工程的发展起到推动作用;(2)重视桩基的设计,减少工程结构的施工风险,使相应的设计方案得到科学的运用,从而提高桩基的实际应用;(3)重视桩基的设计,可以丰富施工中的设计内容,优化结构的使用功能,使其更好地满足岩土施工的需求。
2 岩土工程中桩基础的设计关键内容分析
2.1 运用先进设计理念
在进行桩基设计时,要把先进的设计思想运用到桩基设计中,以提高桩基的设计效果和水平。在实际应用中,应将创新思想与桩基工程相结合,使设计工作不断创新,保证桩基设计的科学性、有效性和适用性。在具体设计中,应大力推行“精细设计”思想,充分考虑桩基设计的效果、方案和价值等因素,力求提高设计质量,保证桩基础达到岩土施工规范。
2.2 确定桩基础各类参数
为了确保桩基的科学性和适用性,应充分考虑各种因素的影响。首先要确定桩基础的类型、桩基础的截面和长度,以确保后续桩基础的正常工作。除此之外,还需要依据工程建设规范和桩基础在工程中的位置,结合工程经济、工程适用性等因素,使得桩基础的设计形式能够充分凸显,如圆形、矩形、多边形等,以利于以后的桩基础设计工作,进而使其更好地契合现场工程的建设需求。
2.3 分析计算桩基础相关参数
桩基有关参数的计算主要有:桩基承载能力、变形情况、桩身和承台抗裂等。其承载能力的计算方法主要有:依据桩基的使用功能,并基于岩土工程的受力特性,对其竖向和水平方向的承载力进行计算,以此保证其承载力的特性值不超过极限承载力的特性。在特定情况下,应考虑桩基、土层、承台等因素的影响。在计算桩基及承台承载力时,应根据桩体在地表之上的情况而定。混凝土预制桩在吊装、运输、锤击前,应进行强度、承载力的检验与校核。对于圆柱端部平面以下有软层的情况,应及时进行承载力校核。对于斜坡和岸边的桩基,则需要进行稳定计算。并依据《建筑抗震设计规范》(2016版)GB50011-2010对其进行抗震性能的校核。
桩基变形时,应将桩端持力层的一部分纳入计算范围。在软弱地基中,当桩基、桩端持力层为粘土或淤泥时,应对一级桩基进行沉降校核。在桩基上部结构施工完毕后,应采取有效的措施使其与地基产生相互作用。对建筑物的沉降进行监测,并依据实测数据,采取相应的措施,保证建筑物的沉降总是在容许的范围内。在水平荷载大、水平位移控制要求高的情况下,在执行第一阶段的施工建设过程中,应注意检测桩基础的横向位移,并依据校核结果采取相应的措施,以保证其在合理的范围之内。
在不会导致混凝土出现裂缝问题的情况下,需要进行混凝土抗裂验算。对在施工中需要对裂缝宽度进行限制的桩基础进行优化设计,同时还需要对裂缝宽度进行校核,以确保桩基础、承台的开裂和裂缝宽度达到相关的控制要求。
2.4 合理布置桩基础
在桩基设计时,应采取1柱1桩的方法,即在结构合理的部位设置变形缝,或2柱并联一桩,但需要保证上部柱的受力位置与桩基的中心位置一致。在岩石地层中,不压实桩桩的桩距不宜超过0.5m。此外,还可以采用矩形、三角形、梅花等形式进行群桩的设计。在进行桩基布置时,需要保证桩基的中心和上承力的作用点一致,保证桩承弯矩大的方向与大弯截面的弹性模量一致,而在横向和纵向墙体的接触面等部位,则采用剪力墙下的多桩基础。对单排桩条式支座,在横向上没有支座时,为了合理地控制其长度,需要采用与承台相垂直的连接梁;对于柱、剪力墙,采用椭圆形桩基础,以确保桩基础的中心、柱、墙的形心在同一点上。针对地下室混凝土挡土墙的桩基,要求在桩顶部安装连接梁、板等结构,并与护墙垂直;如果桩基需要完全埋入岩体,其深度应大于0.2m,如岩体为斜坡,则应进行清理。
2.5 特殊桩基设计要求
2.5.1 斜坡、边坡区域
对于斜坡、边坡地区的新桩,应与周边地区共同规划设计,并且在施工时要合理运用工艺技术。对于处于斜坡、边坡区域的桩基础,禁止在潜在滑动体上进行施工,如果桩头已经进入潜在滑裂面,则应采取有效的措施将桩基置于稳定岩土中,并采取相应的措施,保证桩基的垂直载荷能够转移到周围的支护区。在施工过程中,各种桩基应尽可能地与边坡保持一定的间距,并注意保持其稳定,一旦出现崩塌、滑坡等问题,应及时采取相应的处理措施,以提高桩基的稳定性;如果在现场施工时,需要在边坡附近布置桩基础,则应在设计时充分考虑边坡形变对桩基承载能力和变形的影响,并组织人员进行桩基稳定校核,或将桩基埋入斜坡底部;对已填土边坡段和有岩体外倾的桩基,应重点进行最不利荷载影响的验算,并掌握该条件下桩基础水平承载力、基础稳定性等资料。
针对斜坡桩基,需要根据岩体的倾角来调节桩基的嵌岩深度,并在桩基与桩基间设置连接梁,而对裸露的桩基、桩身则要视其结构状况而定;对要求承受大荷载的斜坡桩基础,在嵌岩深度计算时,应密切注意边坡岩体的抗剪强度变化,并严格按照规范进行校核;如果嵌岩段中出现拱、外倾两种构造形式,则需要对其进行抗滑计算。
2.5.2 硐室区域
在进行硐室桩基础设计之前,需要对其进行稳定性评估。如果硐室附近有对建筑物不利的岩体组合,则需要根据现场的具体条件,对其进行局部稳定性校核。在此基础上,还应该采用支护以及提升支撑力等控制措施,提高硐室围岩和硐室基础的稳定性。当硐室顶部岩石完全覆盖,厚度符合现场设计的要求时,可以在硐室顶部直接进行桩基设计。
2.5.3 填土区域
由于施工中难免会出现大量的填土,因此在进行桩基施工之前,应先进行实地勘察,以保证填土的密实性。对新填筑的场地,应采取相应的防治措施,对已填土边坡区,应严格按照边坡治理的要求,采取相应的支护措施,由此更大限度上提升填土区域的稳定性。
3 结语
总而言之,在进行桩基设计时,应全面认识桩基设计的需求,把握设计要点,采取行之有效的措施,提高整体设计效率和质量。同时还需要为整个岩土工程的建设打下良好的基础,降低施工事故的发生概率,进而为促进建筑事业的稳定发展奠定良好基础。
参考文献
[1]梁波.岩土工程中的桩基础工程设计讨论[J].智能城市, 2019,5(17):26-27.
[2]范华平.岩土工程中桩基础工程设计讨论[J].居舍, 2020 (01):95+118.
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