探究长短桩组合桩基础设计思想及其变形特性

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摘要：随着改革开放进程的不断深入，我国建筑业如火如荼地发展。建筑业对建筑物沉降的要求也越来越高，目前,长短桩组合桩的基础设计对建筑物的沉降标准尤为重要。本文就如何将长短桩组合桩基础设计思想及其变特性在沉降中发挥出良好效果作了简要分析。

关键词：长短桩；组合桩；设计思想；变形特性

中图分类号：TU2文献标识码：A

0.引言

目前，在桩基础的设计中两层或多层来作为桩端持力层的情况普通存在，通常在遇到这种情况时，我们一般要做的第一步就是，在较浅层的持力层做桩的基础设计，但是在桩基础设计时如果遇到外部荷能量承载力不够时，该方法虽然满足了一般承载力的要求，但会造成沉降量过大现象的发生。在这时，我们通常做的是加大桩的长短，利用深层持力层的长桩来做桩的基础设计是解决此类问题的方法，这种设计不仅可以满足承载力的需要，同时也有效地控制了基础的变形。可是，这种方案不仅浪费了上层持力层的承载能力，还造成长桩和超长桩的出现，加大了投资的同时也增加了施工的难度。为了解决这些问题，现阶段我们主要采用长短桩组合桩的基础设计，然后用长桩来控制变形，短桩负责提供承载力，来较好地完成沉降过程。

长短桩组合桩的基础设计的基本设计思想

1.1传统桩基础设计的主要思路

在现阶段大部分的工程建设中，建设方通常遇到的地基类型是两层或多层为桩的，在这种情况下，由于浅层的持力层承载能力比较好，埋深的深度要求也不高，在建筑物上部的结构承载力比较小的时候，利用这种短桩基础为持力层的方法能够满足建筑物的要求。可是，当建筑物上部的结构承载力加大时，如果还是单纯的使用此类方法，是不能够满足其承载力要求的，更别说是满足其变形的需要。针对这种情况，我们传统的做法是只满足沉降的要求，而不去计算承载力的能力，不考虑其设计思路，只是将所有的桩平铺在浅层的持力层中，把桩端放在深层持力层上以满足其需要。这种做法既浪费了桩的使用量还加大了投资。众所周知，桩在建筑工程的主要作用一般就包括两点：一是承载建筑物，二是控制建筑物的沉降。所以说，做好桩基础的设计是非常重要的，让贯穿于建筑物中的每一个桩的设计都能发挥自己的真正实效。但是，在实际操作中，由于建筑物所在地形或环境的不同，对桩基础的设计也大大不同，比如在软土地区，为了避免沉降过大是桩基础设计的最基本前提。

1.2采用长桩控制变形，短桩提供承载力的设计思路

这种设计思路主要是通过长短桩的组合基础，在浅层穿过，然后坐落在深层的持力层上，以此来达到控制沉降的目的。长桩在此时的作用，除了能够承担部分的承载力以外，还能有效地控制沉降。可是由于选用的基础长桩的数量相应要减少，所以所承受的承载量是远远不够的，此时，再加上短桩提供的辅助，增强了承受能力，这种种设计思路，相对于传统的设计思路来说，既发挥了长短桩组合的能力，又利用了短桩浅层基础的的承载力，同时还节省了长桩材料和减小了经济支出。这种长短组合桩的新模式的出现，也提出了更高的要求，这主要包括桩材料的长短以及材质等方面的要求。

长短桩组合桩的变形特性分析

通过了解长短组合桩的基础设计思想，来分析平均的荷承载能力，计算出对应的桩数，并在此基础上，制定组合桩的模型，以此来适应沉降的要求。

2.1短桩数量的多少对长短桩组合桩变形特性的影响

在进行长短桩组合桩基础设计时，如果长桩的数量不变，这时我们就要注意桩数与沉降的关系。桩数的不断增加，促使基础沉降发生了很小的变化量，长短桩的沉降受到长桩的控制，长桩对沉降量的大小起到一定的作用，同时也减小了短桩的持力层的承载力，但是这时短桩对建筑物的整体沉降没有造成影响。而如果进行一个无短桩和有短桩的基础设计，由于短桩的存在，其在压缩变形过程中，让长桩的的侧面出现了少量的应力。在短桩的影响下，长桩的桩身存在的轴力是一样的，这也表明短桩在此设计中分担了一部分荷载，有效的减少了长桩的承载。

2.2持力层抵抗形变能力对长短组合桩基础变形特性的影响

通过笔者多年的设计研究，笔者认为，从长桩持力层与短桩持力层的抵抗形变能力的比值的大小可以看出在实际的建设中，土层中长桩的持力层往往压缩性比较小，承载能力也有限，所以说，我们要进一步对持力层的抵抗形变能力作进一步的探究，以此来满足所需。在具体实践中，可以通过观察长短桩组合桩的整体沉降变化，来确定其沉降量和减少的幅度，进一步发现长桩的持力层抵抗形变能力没有发生大的变化，这是由于受土层的软度所影响的，由此可见深层的抵抗形变能力增加可以减少整体的沉降过程。

2.3土层之间沉降的组成分析

不同层之间，沉降的变化规律是不一样的。此时，采用桩数量的分布来形成布桩，用垂直的方式进行沉降的过程，长桩与短桩之间的压缩性不高，所以说加大沉降控制，以此来减少短桩层引起的沉降，在不同的基础形式下计算出沉降能力的结果。在用全短桩的进行设计时，该方案形成的沉降能力不大，沉降范围有限，这也显现了全短桩基础的沉降与以前的设计方案都是相近的。如果这时进行组合桩的设计方案，用此方案来计算沉降结果，这种设计虽然采用的桩比较大，但桩的的数量减少了，同时，也减少了其经济的开支。由此可知，长桩数量的多少决定了长短桩组合的沉降，短桩的数量对沉降也带来了一定的影响。

总结

通过本文对长短桩组合桩的基础设计思想及其变形特性的简要阐述，可以总结出以下三点结论：一是长短桩组合桩与全长桩基础设计的比较而言，其控制变形后的承载能力得到了充分的发挥，与此同时也减少了长桩的用量，减轻了施工的难度，有效降低了工程的造价等。二是表明了短桩的基础沉降受下层软层的影响，长短桩组合桩基础沉降将部分承载能力传到深层，这时减少了下层的压缩能力，进而将基础沉降控制在适应的要求之内，促使基础受力也更加均匀起来。三是长短桩的有效组合是由长桩来支撑控制的，短桩的存在对整体的结构是没太大影响的，它的存在只是减少长桩的承载能力，长桩持力层的抵抗形变能力的增加，促使长桩承载能力也在不断增加，相应的短桩的承载能力就有所下降。

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