长短桩组合桩基础设计思想及其变形特性分析
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【摘要】随着人们生活质量的提升，人们对高层建筑的质量要求也越来越高。而在桩端持力层为两层或多层时，设计人员则可以利用长短桩组合桩基础设计思想来完成桩基的设计，继而满足建筑对桩基沉降的要求。基于这种认识，本文对长短桩组合桩基础设计思想进行了探讨，并对其基础变形特性进行了分析。而分析结果表明，长短桩组合桩基础不仅可以满足建筑的基本要求，同时也能够实现一定的经济效益，所以将具有较好的应用前景。
【关键词】长短桩组合桩；设计思想；变形特性
引言：在桩基设计的过程中，一旦遇到桩端持力层为两层或多层的情况，设计者采用常规设计方法进行设计，往往就无法达到满意的效果。因为，这样的地层结构只利用短桩将无法满足建筑的沉降要求。而只利用长桩则将使桩基设计中出现大量的长桩，继而使工程投资加大，并使工程的施工难度增加。然而，长短桩组合桩基础设计思想的出现，则使该问题得到了解决。所以，设计人员有必要对这一设计思想进行研究，继而更好的完成桩基的设计。
1长短桩组合桩基础设计思想的探讨
1.1桩的作用分析
就实际情况而言，桩在工程中的作用主要有两个，既控制变形和提供承载力。其中，控制变形是长桩的主要作用，而提供承载力则是短桩的主要作用。在合理的设计中，设计者会根据使用桩基的目的来进行桩的利用。但是在实际的工程应用中，将遇到地基土存在两层或多层的情况。而在地基土的支撑下，桩端的浅层持力层将具有良好的承载能力。所以，在工程上部结构本身的荷载较小的情况下，只需要使用短桩就就能满足建筑的承载力和变形需求。但是，在建筑的上部结构具有较大的荷载时，短桩基础虽然能够满足建筑的承载力要求，但是却无法满足变形要求。所以，在考虑这些问题的基础上，大多数设计人员选择在设计时将所有桩穿过浅层持力层，继而使大量的长桩得到了使用。而这样的设计，不仅使工程投资得到了增加，还使得工程的施工越加困难。此外，这样的施工方式，也使得地基的浅层持力层的承载能力遭到了浪费[1]。因此，只有合理的进行长短桩的利用，并考虑地基的承载能力问题，才能合理的完成具有一定经济效益的桩基设计。
1.2长短桩组合的基础设计思想
在桩端持力层为两层或多层土层时，只使用短桩就能满足建筑的承载力要求。但除此以外，设计者还要考虑桩基的沉降量过大的问题。而近年来，随着沉降控制设计思想的普及，设计人员开始考虑使用组合桩来控制沉降。因为，组合桩基础的设计，可以在满足建筑的多种要求的同时，尽量减少用桩的数量。在完成部分短桩的设置的情况下，建筑的承载力需求就已经能够得到满足。而此时，合理设置部分长桩，则可以使工程的沉降得到有效的控制。而这样一来，长桩的使用数量将得到减少，而桩端持力层的承载能力也将得到很好的利用。
从基础设计思想角度来看，长短桩组合桩基础设计的基本思想就是利用长桩控制变形和利用短桩提供承载力。在应用的过程中，长桩将坐落在深层持力层上，而该层别的压缩性不大。同时，在这一过程中，长桩将通过浅层持力层和软下卧层，继而将建筑的荷载逐层传递下去。而最终，建筑荷载将通过长桩传至地下，继而使桩基沉降得到很好的控制。所以，在组合桩中，长桩除了能分担部分载荷，其主要作用就是控制桩基变形。而相较于全长桩基础，组合桩基础中的长桩数量较少。所以，设计者还需要设置一定数量的短桩，以弥补长桩的承载力不足的问题。因此，相较于常规设计方法，组合桩的设计思想不仅可以减少建筑的沉降变形，还能够满足建筑的荷载要求[2]。此外，由于使用的长桩数量较少，该种设计思想还具有了一定的经济价值。
就目前来看，作为新的基础形式的一种，长短桩组合桩基础的设计还要考虑多方面的问题。一方面，设计者需要考虑长桩和短桩的数量确定问题，以便使二者的作用能够得到更好的发挥。另一方面，设计者还需要考虑长桩和短桩的荷载分担的比例问题，以便确保组合桩基础具有足够的承载力，并且能够具有一定的总安全度。此外，设计者还要考虑长桩和短桩的布置问题，并考虑二者的侧摩阻力分布问题。所以，在应用长短桩组合桩基础设计思想时，设计则还要系统的研究这些问题，继而使该种设计思想在工程实践中能够得到更好的应用。
2长短桩组合桩基础的变形特征分析
2.1基础变形性状与短桩数量的关系
在进行长短桩组合桩基础设计时，桩基变形显然受到长桩的控制。但是，在长桩的设置已经完成时，桩基的变形性状还将受到短桩数量的影响。从原理角度来讲，建筑的荷载通过长桩传至深层土体，从而使短桩持力层下卧层的承载力得以减小，继而使该层的压缩大大的减少。所以，长桩将对桩基沉降量起到决定性的作用。但是，短桩数量的增多，也会使建筑的剩余荷载得到有效分散，继而减少局部位置的软下卧层需要承担的作用力，继而减小其压缩量。因此，随着短桩数量的逐渐增加，桩基沉降也会适当的减少[3]。此外，短桩的设置，也可以使长桩桩顶的荷载得以减少。而在这种情况下，长桩桩侧的负摩阻力也将得到减少。所以，短桩数量的增加，也起到了分担长桩荷载的作用，继而对组合桩的基础变形性状产生了影响。
2.2基础变形性状与持力层的关系
就实际情况而言，不同的持力层有着不同的模量。在实际的工程建设中，土层中的长桩持力层本身的承载性能较好，所以压缩性相对较小。而在一些情况下，甚至会出现长桩嵌岩的现象。而短桩的持力层的土层相对较软，压缩性则相对较大。所以，相比较而言，长桩持力层的模量相对较大。而在组合桩中，长桩对基础沉降的控制力相对较大，短桩的变化则很难对基础变形造成较大的影响。因此，深层持力层的模量的增加将使桩基的整体沉降得以减少，而浅层持力层的模量变化则很难对桩基变形造成影响。但需要注意的是，一旦长桩所处的下层硬持力层或基岩相对较浅，建筑荷载就有可能在长桩顶部集中[4]。所以，想要更好的发挥长桩的控制变形的功能，就要在长桩桩顶增设垫层。
结论：长短桩组合桩基础设计思想的运用，使得长桩和短桩的作用得到了充分的发挥，并且有效降低了工程造价和施工难度。而从长短桩组合桩基础的变形特征来看，在利用该思想进行桩基的设计时，设计人员还需要考虑到短桩数量和持力层模量对桩基变形特性的影响。而在此基础上，设计人员则要有效进行长桩数量和短桩数量的协调，继而更好的控制桩基沉降。因此，本文对长短桩组合桩基础设计思想及其变形特性问题进行的研究，对于桩基的设计具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]刘明.长短桩组合柱基础工作性状及工程设计问题研究[J].中国建材科技，2014，05：315-317.
[2]王忠瑾，谢新宇，方鹏飞等.刚性长短组合桩的非线性沉降计算分析[J].浙江大学学报（工学版），2014，03：463-470.
[3]张艳.长短组合桩用于室内建筑设计的工艺方法[J].科技与企业，2013，04：209.
[4]曹云，孟云梅，贾彩虹.长短桩复合地基特性分析――以盐城市某学校办公楼地基加固为例[J].煤田地质与勘探，2011，06：41-44.