土建工程结构设计中的桩基设计与抗震设计探究

文/雷道威 中信建筑设计研究总院有限公司 湖北武汉 430000

1、前言

近些年来，随着经济的迅猛发展，我国房地产行业正在持续增长，在这样的形势下各种新技术和工艺不断涌现出来，其中桩基和抗震设计在土建工程结构设计中的应用可以大幅度对结构类型进行改变，增强结构的稳定性能，提升工程的抗震性能和质量，从而保证其在激烈市场环境下获取利益，促进整个行业的持续发展。

2、加强桩基设计与抗震设计的必要性

对于土建工程来说桩基是保证质量的关键，起着至关重要的作用，也从根本上保证土建结构的稳定性和安全性，因此一定要加强桩基设计。同时在我国绝大部分面积都在大陆，只有很少部分的人生活在板块交接地带，并且我国土建工程在初期阶段没有重视抗震设计，施工研究也较少，例如：唐山和汶川大地震都给人们的生命财产安全造成非常严重的危害，这样就说明我国也是会发生地震的，因此必须严格按照国家建筑抗震设计的相关规范和要求进行抗震设计。

3、桩基设计与抗震设计存在的问题分析

3.1 抗震设计中的问题

（1）针对建筑高度，从目前的现状看，在我国绝大多数土建工程都有抗震设计问题存在，这主要是因为建筑高度比相关规范规定出来的高度引起的。同时伴随着社会经济的迅猛发展，在发展中就需要资源来对供应进行实现，但是由于地球所拥有的资源是有限的，这样在获取资源时需要付出的成本就不断增多。那么作为相关工作人员要想获取最大利益就要不断增加建筑高度，其中建筑高度越高，重心就会逐渐升高，使得稳定性降低，这样土木建筑就存在一些方面的安全隐患，此时倘若发生地震就非常容易引起建筑坍塌现象。

（2）针对结构体系，土建工程的结构体系主要是通过利用梁柱作为建筑物的支撑部件，随后在主要框架结构的前提下填充，可是随着建筑高层的不断增加，促使梁柱等构件在横向负荷的作用下剪力和弯矩变大，最后造成高层建筑在进行平面设计和施工的时候具有非常严重的影响。对此在对整个工程进行框架设计时，建筑层数受到制约。

3.2 桩基设计中的问题分析

在设计土建工程桩基中，通过很多年的发展取得了明显的成功和效果，这可以很大程度推动土建工程的发展。可是在我国范围内由于桩基设计起步较晚，就促使桩基设计和施工有很多方面的问题需要解决，问题为：只可以满足桩基最大荷载，对桩基沉降的计算与实际情况很难进行协调和统一，该问题主要由以下两个方面的原因造成。

（1）在设计桩基时由于地基条件存在一定程度的区别，就造成桩基荷载水平与设计初期阶段预算要高些，那么在开展桩基设计工作时与支撑能力的相关要求不相符合。

（2）受到地面土层的影响。有一部分地面因为含沙量和含水量不相协调，就促使一部分桩基在施工的时候地下基础不够牢固，桩基没有办法与质量要求相符合，这样即使有一些桩基施工了，也有可能出现地层不牢固的风险。

4、土建工程结构设计中的桩基设计与抗震设计要点分析

4.1 对施工场地进行合理选择

关于土建结构，在进行桩基和抗震设计工作时要对施工场地进行认真选择，如果选择不够恰当，就会使得整个建筑物的抗震力受到影响，与此同时随着地震的发生有一部分地质活动就出现，对此在进行施工场地的时候，要将地质勘察报告结果作为主要依据。

4.2 基础联系梁设计优化

在进行桩基设计时要在单桩承台90°角的位置进行梁安装，并且在安装时对短向问题进行考虑，针对单一扩展类型的桩基，在施工中要处理好单一基础与梁之间存在的间隔缝隙，采用混凝土做好填充工作，这样就可以保证其与顶面对齐，随后就可以进行基础梁浇筑的工程。通过上述的处理工作可以使得梁跨度有所减少，保证其与设计要求相符合。此外倘若将基础与梁连接来对柱底弯矩进行完善就需要根据框架梁的现状科学合理的设计钢筋和截面尺寸，并且在此状况下要拉通处理所有梁的正弯矩刚劲，所在位置是1/2跨度；针对基础连接梁框架柱的纵向钢筋要通过箍筋方法加密和锚固，保证其与上层框架梁间协调一致。

4.3 对土建结构进行慎重选择

第一对承载重力范围进行强化分析。在开展具体施工的时候要想对整体性、稳定性以及安全性进行保证，所以一定要对材料和构件是不是出现变形情况进行观察，其是影响结构整体和稳定性能的重点。第二对结构平面进行设置，在进行桩基和抗震设计的时候一定要采用抗震性能较好的平面，还要严格按照国家的相关规范开展设计工作，进而就能大幅度提高数据精准度。第三对材料和硬度引起重视，在开展土建工作时抗震性受到施工材料强度和硬度的影响，此时倘若材料强度不足够就会造成结构出现变形情况，减少工程的抗震性。因此在土建工程中必须对结构的桩基和抗震进行合理设计。

4.4 隔震层的设计要点

隔震层设计是土建结构是非常重要的，其目的是减少地震破坏土建结构，在实际的设计中设计部分主要是进行主体和基础连接的部位，可是要想减少发生地震后给人们和社会带来的破坏，还应该在建筑物的顶部反面摆动隔震层，这样即使发生地震反摆隔震层会进行阻尼运动，此时在地震加快速度的方向就形成了相反的加速度，那么两者通过抵消就会大幅度降低地震的速度，有效避免因为地震引起的建筑物受损现象。可是该抗震设计对设计人员有严格要求，要求对位置进行合理设置和确定，进而就能充分发挥其应用的作用。

4.5 刚度设计要点

在开展土建结构抗震设计的时候，刚度设计非常重要，首先在进行材料选择时要紧紧与钢筋混凝土型号结合在一起，特别是通过利用钢结构进行双层加固的时候，明确钢筋混凝土的刚度，这样就能保证上层、下层阻尼比与刚度比例相同，不然就会给工程留下很大的安全隐患。其次对于结构的侧力体系应该严格按照相关规定对抗震设计进行加强，特别是要严格控制刚度，就能有效避免地震带来的破坏力，对材料浪费进行减少。

结语：

综上所述，就目前的现状看，我国土建结构抗震和桩基设计存在一系列问题，那么作为施工单位要严格根据桩基与抗震设计的要点开展工作，并且采取相应措施对这些问题进行应对和解决，就能确保土建工程朝着向前不断发展，保证结构质量和安全，保障整个行业的发展。