浅谈软土地区建筑物的桩基设计技术

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摘要：随着高层建筑物在城市中的不断兴起，而桩基工程在整个建筑物中起着举足轻重的作用。本文就对软土地区桩基的设计方法及计算方法，软土地区的地基模型和软土地基桩基沉降变形模型进行了分析和阐述。

关键字：软土地区、桩基设计、地基模型

中图分类号：TU447文献标识码：A 文章编号：

Abstract: with the high-rise buildings in the city rise continuously, and pile foundation engineering in the whole building plays an important role. This article is to pile foundation in soft soil area of the design method and calculation method, the soft soil foundation model and soft soil foundation settlement of pile foundation deformation model are analyzed and expounded.

Key word: soft soil area, pile foundation design, ground model

引言

如今，随着科学技术的迅速发展，高层建筑物成为城市中不可缺少的文化景观。然而在软土地区，为了维持建筑物的稳定，就需要运用桩基础控制建筑物的沉降。但是在实际中，地质情况复杂多样，如何设计并开发出经济合理且适用性较高的新型桩基已成为地基界当前面临的一个难题。本文不但科学分析桩基础的设计方法和计算方法，还对软土地区的地基结构和桩基沉降进行了分析。

1、分析桩基础的设计方法和计算方法

当前很多桩基是依据传统桩基设计方法构建的，一、综合考虑建筑物的实际情况、工程地质条件和施工条件，从而判定桩的类型和大小；二、决定桩的平面布置和根数；三、对桩基中各桩所承受的荷载进行检验，检测是否符合单桩承载力所规定的特征值，在必要的时候检验群桩地基的沉降及强度，从而也利于承台设计。通常减沉桩主要是因为它的承载力达到设计要求，引起沉降量较强，为了降低沉降就需设置较小量的桩。但是我们应该明确只有通过减少土中的应力才能完成沉减。此外，减沉桩在设置的时候数量通常较少，但是减沉后的基底沉降远远大于单桩极限的沉降量，甚至有的沉降达到了150毫米，而规定的短桩荷载的沉降最大不得超过50毫米。

一般而言，软土地基属于不良地基。这主要是因为软土本身的特性，如强度低、透水性差和压缩性高等。因而考虑地基的稳定性及变形成为软地基修建建筑物需要考虑的首要因素。当软土地基上的建筑物遇到地基变形或者强度不能达到设计要求的情况时，这就需要采取一定的措施处理地基。处理地基的主要目的是增加软体地基的强度、减低压缩性、减少无规律沉降，从而维持地基的稳定。当前我国对软土地基的处理方法主要是换土法、减少附加应力法、水泥深层搅拌法和超载预压法等。但是对于那些厚度较高的软土地基，使用钢筋混凝土桩的方法处理是很有效的；而对于那些含水量较高以及空隙较大的软土地基，砂桩或化学灌溉是理想的处理方法。此外，每种方法都具有一定的特性，为了保证建筑物的安全，选择适当的处理方法是很重要的。

桩基础是传统的一种形式。追溯历史，在远古社会木桩就应用在建筑活动中。这主要是因为桩具有较强地抗颠覆能力和抗震性，同时也广泛应用在具有特殊要求的建筑物中。

2、探讨软土地区的地基模型

地基模型是用来表述基土应变和应力之间相互关系的表达式，应变和应力就是在土体受来自外力作用时内部所产生的。因此，在基础设计中合理地选择地基模型很有必要，同时在选择地基模型时还要结合建筑物负荷、承载力的大小等。此外，选择的地基模型能够清晰反映出在受到外力时土体的性能。一般而言，基础刚度总是在绝对刚性基础和柔性基础之间的。经过分析地基基础和上部结构之间的共同作用，得出地基的反力分布。也就是说当建筑物的荷载很小，但地基的承载力较大的时候采用线性弹性地基模型分析地基的应力和应变能力。通常情况下，弹性半空间地基模型和文克勒地基模型是普遍使用的线性弹性地基模型。

在确定了建筑物的场地和形式后，我们可以依据建筑物的类型、荷载的大小等因素决定地基的模型。地基模型确定后，参数的确定方法也是值得重视的问题。而事实上，地基模型的选择也是非常复杂的，因为它关系到材料的性质、整体的几何关系等。在实际的工程中，基土的变形特征、土层的分布状况、基础的埋置深度、基础和上层结构的形成过程等都是在地基模型选择时应该考虑的。

3、分析软土地基桩基沉降变形模型

在设计桩基时沉降量是我们应该考虑的重点。通常采用建筑物基土在荷载作用下的沉降量作为评价地基设计能否适用的指标。沉降量就等于瞬时的沉降量、固结沉降量和非固结沉降量三者之和。

经研究表明，因固结所引起的饱和土中桩的沉降仅仅是总沉降的一部分，而空隙水压的消散也是引起饱和土变形的重要因素，在科学上称为流变。所以，为了确保桩基计算的准确性，不能单纯地考虑土体的固结，还应该考虑土体流变的有关性质。总而言之，在选择桩基础的模型时要从整体上综合考虑土的性质。同时要注意的是，土骨架的应力、空隙水压、桩基和上部分的建筑物也是会发生变化的。我们若认识到这些变化，对于设计桩基、确保建筑物的安全等方面都具有重要作用，反之，就会大大影响到桩基及建筑物的安全。

目前为止，随着技术的迅速发展，已产生了很多桩基沉降的计算方法及相关理论，而如今被广泛使用的是连续体模型和实体深层模型。连续体模型是作为土均和桩两种地基的媒介，它认为建筑物的沉降属于桩土的变形，因而这种模型在一定程度上符合桩的实际情况；而实体深层模型则认为桩和它中间的地基土结合成了一个实心体，从而和连接起桩的基础一起下沉，所以，建筑物的沉降等同于实心体下基土的压缩变形。除此之外，宰金璋编著的《高层建筑物基础分析和设计》一书中介绍了相关的理论及理论与实践相结合的方法，既可以准确地计算出桩的沉降，还可以算出桩基承担建筑物的荷载。

4、结束语

综上所述，桩基工程在建筑过程中属于一项隐蔽工程，但是它受到很多因素的影响，如果不能有效地避免这些影响因素，就会给工程带来很大的安全隐患。通过对工程实践活动的研究，我们认识到桩基工程在整个建筑物中起着举足轻重的作用，很多建筑物的事故原因，都可以追溯到桩基的工程中。由此可见，桩基工程的设计和施工质量，直接影响到建筑物的安全。本文就是通过研究软土地区桩基的设计，特别是分析了地基模型的相关理论，认识到桩基在工程中发挥的重要作用。

参考文献：

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