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摘要：当前，人们对建筑工程整体的安全性能有着严格要求。桩基础能够为其提供良好的支撑稳固作用，桩基础的设计施工效果将直接对建筑物整体产生影响。由于建筑工程施工具有一定的复杂性，因此需要科学地进行桩基础设计，实现良好的工程效益。
关键词：建筑结构设计；桩基设计；策略
引言
在建筑桩基础施工设计中，对结构形式有一定的要求，在设计过程中，应考虑设计形式的具体要求，满足荷载力指标等要求。通过分析建筑结构桩基础，提出桩基础技术的施工要点，对设计形式进行分析，以不断提升桩基础的设计水平，为建筑事业发展奠定基础。
1桩基设计常见问题
1.1桩体的长径比例选择
建筑工程在设计桩体时，往往通过调整长径比例来达到性能要求，由于计算结果很难达到完美的比例设计，所以造成了桩体材料浪费。通常通过长径比值的确定以满足桩体自身承载力需求，并考虑到实际情况，端承桩需要有一段比较坚硬并且不会轻易变形的耐力层。然而，如果桩体过于细长，容易在打压过程中受到巨额的纵向荷载影响对桩体结构造成损坏。
1.2桩基打压难以到达设计位置
桩基在实际施工过程中，很可能无法轻易到达设计标高的指定位置，一是由于设计阶段没能做好事前的地质勘探工作，导致数据分析计算结果有误，且没有事前利用试验桩基进行测试，桩长、承载力等参数无法符合实际情况。二是由于地下土层结构阻碍了桩基的进一步深入，比如地下土壤或岩石的缝隙之间存在地下水压力，桩基打压效果无法冲破缝隙水压力的阻碍，所以在施工过程中可以利用跳打减弱地下的缝隙水压力，之后再进行后续桩基施工，还可以采取打孔等措施释放堆积在一处的压力，并利用性能较为优越的压桩机给予静力压桩一定的纵向压力，在桩基逐渐深入过程中同时控制桩体对于周围环境的挤压力，减少抬机等不良现象的出现，见图1。
图1桩基设计
1.3桩体偏差的设计与控制
在满足单根桩体基本承载力性能的基础上，打压过程中维持桩体中心线保持在预定位置上也是十分重要的。设计阶段要重点考虑由于偏差可能对桩体造成的不良影响，特别是一些承台桩和条形桩，由于偏差对其造成的附加作用力将会大大影响桩基的整体性能。根据JGJ94—94建筑桩基技术规范要求，对条形桩基、标高控制允许偏差、斜桩倾斜度允许偏差等都有着明确的数据范围，在尽可能满足限制的基础上，也需要对误差范围内的桩体进行调整。
2建筑结构设计中桩基设计策略
2.1全面把握施工现场
在建筑结构设计中，要科学地处理桩基础设计工作，使其作用得到充分发挥。因此需要相关人员科学、全面地把握建筑结构工程施工现场，了解施工现场的地质特点、条件等，并能准确把握建筑基础结构处理的实际需要，全面提高建筑结构桩基础结构设计及应用的效果。在把握建筑工程施工现场的实际情况时，需要了解建筑工程所在位置的地质结构、土壤、地下水及周边环境等，进而科学地对桩基础设计施工进行优化，从而达到良好的效果。
2.2明确建筑物桩基础作用力特点
在建筑结构设计中，桩基础设计能够很好地承载建筑物的上部压力，实现良好的承载力效果，使建筑物出现沉降的概率得到降低。在建筑结构桩基础设计过程中，需要全面把握建筑物桩基础的构建需要，通过力学角度进行分析研究，明确建筑物上部结构对桩基础产生的作用力，进而确定桩基础设计的具体方法，使建筑桩基础结构设计施工更加可靠、稳定。此外，还需要科学研究建筑物的高度，对其横截面积进行计算，了解其作用力特点。
2.3抗压承载力的确定
2.3.1试验桩
在施工图设计过程中，通过静载试验取得桩基承载力和其他参数，静载试验是当前应用比较广泛的一种检测技术，无论是在方法上还是理论上，都是成立的。对于单桩极限承载力的指标设计有明确要求，要根据地质形式，及时确定有效的检验手段。
2.3.2试打桩
在施工前，工作人员要对桩基形式进行有效分析，将变动方式和测定体系结合在一起，尽量获得具体的数值。该设计形式对管桩设计有一定的影响，在测量阶段应掌握变动测试，以实现对误差的控制，尽量将其设定在15%左右。与静载试验形式相比，该试验方式成本较低、周期短、应用范围广。
2.4桩体基础结构设计
首先，按照不同的建筑施工需求，桩承台基础结构主要可以应用在建筑高度不高，上部荷载不大的乙丙级桩基设计当中，如果建筑所需高度超过100m，对桩体承载力和沉降设计要求较高，则需要采取桩筏基础结构。如果桩的持力层比较深，桩长很长，计算出的桩基承载力很大，能够在墙柱下布桩时，就优先采用墙、柱下布桩桩筏基础，否则就采用均匀等间距桩筏基础。桩筏基础设计需要考虑到自身载荷结构、筏板厚度、建筑物沉降等因素。为了发挥桩筏的承载能力，通常选用弹性地基梁作为分析和计算的基础，以分散建筑上层的整体压力，并能够充分减少地基结构中梁的变形和承受应力。在计算过程中主要受两方面因素影响：一是建筑上层结构的压力；二是桩体自身竖向的刚度，可以将上层结构的压力适当地进行叠加，再进行桩筏基础的设计和计算，这样可以提升基础平面的刚度，充分抵御建筑上层的不均匀传力现象，以预留出刚度性能减少所导致的变形现象，并可以适当抽离桩基内部的配筋，充分发挥出工程的成本资金投入价值。另一方面，桩体自身竖直方向上的刚度对于筏板厚度和配筋情况设计起着至关重要的作用，是提升桩筏基础承载力上限的重要设计部分，在此过程中，要按照国家有关的行业标准规定和自身企业的投资和施工能力进行筏板的设计，一味地增加筏板的厚度并不是十分明智的选择，其会对配筋的设计以及自身性能造成一定的不良影响，结合国家有关标准数据以及多年的工作经验，桩的竖向刚度要与工程设计的沉降量和桩基极限承载力相互挂钩，一般要保证在50Ra～100Ra范围内。
2.5数学函数有限元法的运用
当前，有限元法的运用逐渐成为桩基设计工作者的模拟测试手段之一，有限元法可以将集合内的元素进行离散分割，再进行函数和近似方程的计算，适用于多种桩基设计需求，也可以更加方便地获取桩体的几何拓扑信息，并将在求解桩基整体承载力等计算环节发挥重要作用。与传统的桩体强度计算相比，有限元法能够更加反映出客观的实际情况，传统计算方法会忽略地下桩基与土体结构相互之间的某些作用力，以尽可能减少参与计算的元素，比如工作人员常常采用文克尔假定法对土体所受法向力进行计算，先假定桩基打压过程中只有桩体下方的土层受到了作用力影响，并假设土体变形与承受荷载之间存在一个地基反力系数使二者始终成正比，通过这种计算方法，仅仅能够得出一个近似的数值，不能完全反映出客观实际情况，其设计结果可能出现一定的误差。而通过有限元法则可以将忽略的作用力和影响因素都考虑进来，无论是桩体材料还是受作用力影响的空间结构等都能通过有限元法实现受力的非线性分析，并通过计算机软件建立模型进行模拟，得出的仿真数据具有一定可靠度，便于提升桩体自身的性能。
结语
作为建筑物重要的基础部分，桩基的承载力需要通过科学的设计与计算才能充分发挥出其应有作用，并且随着科学技术的提高，一些先进的计算策略和系统软件将会更好地帮助设计人员进行分析与计算，并结合不同建筑物的不同需求选取相应的桩基础结构，这将会使桩基设计更加符合实际情况。
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