摘要：樁基礎(chǔ)是人類在軟弱地基上建造建筑物的一種創(chuàng)造，是最古老、最基本的基礎(chǔ)類型。隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市中各類高層建筑拔地而起，作為高層的基礎(chǔ)部分往往在整個建筑物投資中占據(jù)了很大的比例。文章介紹了樁基設(shè)計施工的方法及控制措施。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)施工；樁基礎(chǔ)設(shè)計；預(yù)制樁；灌注樁

中圖分類號：U443文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）07-0166-02

一、樁的施工方法

（一）預(yù)制樁的施工

預(yù)制樁的施工方法有：錘擊法、振動法、壓入法和射水法。（1）錘擊法：樁基施工中采用最廣泛的一種沉樁方法。以錘的沖擊能量克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定深度。一般適用于硬塑、軟塑黏性土。用于砂土或碎石土有困難時，可輔以鉆孔法及水沖法。常用樁錘有蒸汽錘、柴油錘（見打樁機）；（2）振動法：振動法沉樁是以大功率的電動激振器產(chǎn)生頻率為700～900次/分鐘的振動，克服土對樁的阻力，使樁沉入土中。一般適用于砂土中沉入鋼板樁，亦可輔以水沖法沉入預(yù)制鋼筋混凝土管樁。用于振動沉樁的振動機的常用規(guī)格為20噸及40噸。目前，使用高頻率達10000次/分鐘的沉樁機頭，震動與噪聲小，沉樁速度快（見振動沉樁機）；（3）壓入法：壓入法沉樁具有無噪聲、無震動、成本低等優(yōu)點，常用壓樁機有80噸及120噸兩種。壓樁需借助設(shè)備自重及配重，經(jīng)過傳動機構(gòu)加壓把樁壓入土中，故僅用于軟土地基；（4）射水法：錘擊、振動兩種沉樁方法的輔助方法。施工時利用高壓水泵，產(chǎn)生高速射流，破壞或減小土的阻力，使錘擊或振動更易將樁沉入土中。射水法多適用于砂土或碎石土中，使用時需控制水沖深度。

（二）灌注樁的施工

主要工序是成孔及灌注混凝土。成孔可分為套管成孔、干作業(yè)成孔、泥漿護壁成孔及爆擴成孔四類。（1）套管成孔灌注樁：將帶有鋼筋混凝土預(yù)制樁尖或活瓣樁尖的套管用錘擊法或振動法沉入土中擠土成孔。在管中灌注混凝土后，邊振動邊將套管拔出，同時混凝土得到振實，在土中成圓柱樁體。套管成孔灌注樁適用于軟土地基，不受地下水位影響。由于套管灌注樁在淤泥中成孔，有時會出現(xiàn)縮頸和斷裂，施工時要嚴格掌握操作順序、灌注混凝土量和拔管時間，必要時可二次沉管、復(fù)打予以補救；（2）干作業(yè)成孔灌注樁：用螺旋鉆成孔，不需泥漿護壁，孔壁自立，孔徑不變。經(jīng)清底放入鋼筋骨架后灌注混凝土，用混凝土振搗器振實。適用于地下水位以上、土質(zhì)較好的黏性土及砂土。鉆孔產(chǎn)生的震動與噪聲較小；（3）泥漿護壁成孔灌注樁：以鉆（沖）機切削土體，排土成孔。灌入泥漿，泥漿稠度可根據(jù)土層情況確定。其作用是穩(wěn)定孔壁，維持孔徑。經(jīng)清除底部石渣后用“導(dǎo)管法”灌注水下混凝土。按不同土層選用沖擊鉆機或旋轉(zhuǎn)鉆機可穿過砂土層，碎石土層，并可鉆入基巖。建筑上常用的灌注樁直徑為600～1500毫米。遇軟土層使用潛水鉆成孔；（4）爆擴成孔灌注樁：先用機械成孔，然后在孔底以炸藥爆擴形成大頭，再灌注混凝土而成。適用于地下水位以上的黏性土、黃土及碎石土，具有施工簡單、成本低、承載力高等特點。但由于爆擴樁的檢驗較為困難，故施工時應(yīng)加強質(zhì)量管理。樁的長度不宜大于10米。

二、樁基礎(chǔ)設(shè)計施工出現(xiàn)的問題與解決策略

（一）樁基達到其極限承載力而無法壓至設(shè)計標高

目前的樁基礎(chǔ)設(shè)計過程，往往受到時間的約束。首先根據(jù)地質(zhì)報告提供的參數(shù)確定單樁承載力設(shè)計值，根據(jù)這個估算的單樁承載力直接進行樁基礎(chǔ)設(shè)計并施工，等工程樁施工結(jié)束后再挑選試樁進行靜載荷試驗。這個過程具有相當?shù)牟豢茖W(xué)性，結(jié)果符合估算要求，則皆大歡喜，否則因工程已施工完畢補樁也會很困難，且有時因地質(zhì)報告有出入會給施工中帶來相當?shù)牟槐?。因此我們必須先做試樁以確定其合理的樁長及承載力，從施工措施上去解決。首先是必須制定合理的施工順序，譬如說跳打，使先期施工的樁產(chǎn)生的水壓力消散后再施工下一根樁；其次對靜力壓樁來說必須選擇有足夠壓樁力的施工機械，要避免抬機等現(xiàn)象出現(xiàn)；另外可以采取引孔，設(shè)置排水孔等措施盡量減少空隙水壓力。當然壓樁時必須注意壓樁力應(yīng)控制在樁身極限強度范圍以內(nèi)，且應(yīng)注意壓樁擠土作用對周邊建筑物的影響。

（二）沉降計算

建筑物對沉降差和沉降反應(yīng)比較敏感，因此規(guī)范GB5007-2002第3.0.2條、第5.3.10條、第8.5.10條對沉降計算進行了嚴格的界定，但由于沉降計算方法和土工參數(shù)的準確測定目前還不完善，因此設(shè)計中不可避免地存在不少問題如：摩擦型樁未進行沉降計算違反了GB50007-2002第8.5.10條；高層基礎(chǔ)與裙樓基礎(chǔ)未設(shè)置沉降縫，未采取有效措施減少差異沉降及影響，違反了JGJ3-2002第12.1.8條規(guī)定；在同一整體大面積基礎(chǔ)上建有多棟高層和低層建筑，未按GB50007-2002第5.3.10條規(guī)定進行變形計算；同一結(jié)構(gòu)單元采用了不同的基礎(chǔ)形式，未進行沉降計算，違反GB50011-2001第3.3.4條；同一結(jié)構(gòu)單元部分用天然地基部分用樁基，不符合GB50011-2001第3.3.4條，未進行沉降差計算，不滿足GB50007-2002第5.3.4條。

（三）樁的長細比

樁基礎(chǔ)設(shè)計中對樁型及樁長的合理選擇均會對基礎(chǔ)設(shè)計產(chǎn)生重大的影響，合理的樁型、樁長選擇將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。一些設(shè)計者在工程設(shè)計中仍以長細比來控制樁長或樁徑，造成工程樁的不必要的浪費。長細比限值主要是為了保證樁身不產(chǎn)生壓屈失穩(wěn)，以及考慮施工條件的要求，對于端承樁因有一較堅硬的不變形的持力層，在樁頂豎向荷載的作用下，樁身若過于細長，可能會像壓桿一樣出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。而對于摩擦型樁，樁身應(yīng)力向下衰減，且樁會隨著荷載加大而產(chǎn)生沉降，不會產(chǎn)生壓屈失穩(wěn)，所以不需考慮長細比的限制。隨著高層建筑的發(fā)展，超長樁及長樁應(yīng)用廣泛，而長細比限值制約了長樁的使用。根據(jù)我國的實際情況，迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)質(zhì)量正常的低承臺樁在使用過程中出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)的例子，所以兩本規(guī)范不再提長細比的要求了。但具體應(yīng)用中如遇到樁周土軟弱或可液化，或8度以上地震區(qū)的情況，當樁身強度控制設(shè)計時，仍應(yīng)慎重對待，可按相關(guān)規(guī)范驗算樁身壓屈。

（四）樁間距

為了避免擠土效應(yīng)對成樁質(zhì)量的影響，設(shè)計中應(yīng)控制樁間距在允許范圍之內(nèi)。設(shè)計中存在的問題如：某工程項目大部分預(yù)應(yīng)力管樁樁距不滿足DB32/112-95第9.6.8條，尤其02棟B-D/2-5軸間樁距過小，考慮到施工的實際情況，采用跳打方式不是解決問題的最佳途徑，首先應(yīng)考慮調(diào)整布樁。某工程有部分樁間距不能滿足JGJ94-94第3.2.3.1條；某工程01棟與05棟間二排樁之間樁間距不足；某項目采用的“A”型壓樁，根據(jù)97G3611圖集說明，應(yīng)用“B”型，相鄰?fù)诳讟稊U大頭凈距小于1m，違反GB50007-2002第8.5.2.1條等。

（五）關(guān)于樁基豎向偏差的控制和處理

根據(jù)JGJ94-94第7.4.12條我們控制樁頂標高的允許偏差為-50~+100mm，但實際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務(wù)及損失。當樁頂標高高于設(shè)計標高，則需要劈樁，特別對于預(yù)應(yīng)力管樁等空心樁來說，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經(jīng)濟；而當樁頂標高低于設(shè)計標高時，又需要補樁頭，這既影響工期又浪費金錢。這就要求施工單位在施工過程中必須嚴格控制樁頂標高，盡可能地使工程樁標高同設(shè)計一致，特別是施工過程中必須考慮到樁在卸載后的回降量，否則不加考慮則每根樁都將高于設(shè)計標高。而我們設(shè)計人員在設(shè)計過程中對施工誤差亦應(yīng)有所考慮，筆者建議針對目前的施工質(zhì)量，設(shè)計中可以考慮2mm左右的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，這在實踐工程中具有相當?shù)目刹僮餍裕苊饬舜罅坎槐匾墓ぷ鳌?/p>

三、結(jié)語

樁基礎(chǔ)的主要功能是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳至地下較深的密實或低壓縮性的土層中，以滿足承載力和沉降的要求。如何選擇合理的樁基礎(chǔ)形式，對于保證安全，節(jié)約投資、降低造價起著舉足輕重的作用。這就要求我們設(shè)計人員對每個建筑物的勘察報告進行仔細分析，選擇一個最優(yōu)化的基礎(chǔ)方案。

作者簡介：吳盛有（1975－），男，浙江龍游人，杭州建工集團有限責(zé)任公司工程師，國家注冊一級建造師。