葉江南
摘? ? 要:進行巖土工程時,為了提高對樁基礎的利用效率,改善其功能性,做好樁基礎工程設計十分重要,根據(jù)相關標準及設計要求,保證巖土工程樁基礎工程設計的可靠性。基于此,本文對巖土工程樁基礎設計的內容展開詳細參數(shù),希望可以提供借鑒。
關鍵詞:巖土工程;樁基礎;工程設計
1? 引言
巖土工程樁基礎工程設計決定著整個工程的穩(wěn)定性和基礎,因此完善樁基礎工程使用方法,制定科學合理地的設計方案,加強對設計工作的研究,提高樁基礎利用率,保證樁基礎工程質量,進而提高整體工程的安全性和穩(wěn)定性。
2? 巖土工程中樁基礎設計關鍵內容概述
樁基礎施工是巖土工程施工的重要組成部分,巖土工程樁基礎的設計對確保整體工程基礎結構穩(wěn)定性具有重要的作用,有助于提高基礎結構的穩(wěn)定性,并且做好設計工作能夠大大減少工程施工中的風險隱患,為工程的順利開展奠定基礎;最后,樁基礎工程設計有助于優(yōu)化設計內容及建設目標,大大降低了工程成本,具有一定的經(jīng)濟性。下面本文對巖土工程中樁基礎設計的關鍵內容進行詳細闡述。
2.1? 使用先進的設計理念
進行巖土工程樁基礎設計的過程中,應將先進的設計理念作為指導,進而提高設計的水平,那么何為先進的設計理念,主要包括下述幾點:第一,設計人員在進行設計的過程中需要具備創(chuàng)新的理念和意識,并將其與樁基礎設計工作相融合,具有創(chuàng)新的活力,實現(xiàn)設計工作的創(chuàng)新,進而保證樁基礎設計方案的科學性、實用性及有效性;第二,設計人員在進行設計的過程中應具備精細的設計理念,實現(xiàn)對樁基設計效果、方案等的全面分析,進而有效提高樁基礎工程設計的水平,保證其能夠滿足工程要求[1]。圖1為樁基礎施工流程圖。
2.2? 明確樁基礎的各種參數(shù)
為了能夠有效提高樁基礎設計的合理性、科學性,應該對多種要素進行嚴密考慮,首先需要明確樁基礎的種類、截面及長度等多種參數(shù),確保后續(xù)樁基礎具有良好的性能。與相關工程建設標準結合明確樁基礎在結構中的重要性,根據(jù)現(xiàn)場工程具體情況及經(jīng)濟條件,進一步明確樁基礎的種類,例如矩形、多邊形等,為后續(xù)設計工作的順利進行奠定基礎,進而確保樁基礎的性能滿足施工要求[2]。在對樁基礎的截面以及長度進行設計的過程中,需要與當?shù)刈匀画h(huán)境如水文情況、地質情況等結合,為樁基礎設計科學合理的截面及長度,使其具備良好的性能,在巖土工程中將自己的作用充分發(fā)揮出來,為巖土工程提供堅實的基礎。
2.3? 對樁基礎相關參數(shù)進行分析和計算
所需要計算的主要參數(shù)包括樁基礎的承載性能、變形情況,樁身以及承臺的抗裂性能等。計算承載內容需要涉及以下幾點:與樁基礎使用功能要求相結合,嗯局樁基礎在巖土工程中受力的特點,詳細計算樁基礎豎向、水平方向的承載性能,確保其不大于承載性能的特征數(shù)值。在特殊的條件下,需要對樁基、土層、承臺等諸多因素的作用進行全面分析,在對樁基及承臺承載力進行計算的過程中,觀察樁身是否在地面上,側面有無液化土層是否具有極限承載能力不足50kPa的土層。在進行預制混凝土樁的吊裝、運輸和錘擊之前,首先要對其強度和承載性能進行詳細檢查。如果柱側平面下具有柔軟的底層,要對其承載性能進行計算;詳細計算坡地、岸邊等樁基的穩(wěn)定性;根據(jù)相關規(guī)范計算樁基的抗震性能。
對樁基的變形情況來說,首先要分析樁端持力層方面;如果軟土地基的主次樁基以及樁端持力層的成分均為淤泥和黏土,那么則需要詳細計算以及樁基沉降。完成樁基上部結構的建造后,需要制定合理的措施有效結合上部結構和基礎。對建筑沉降數(shù)值進行嚴密計算,詳細分析檢測的結果,保證其始終都在沉降允許值的范圍內。部分巖土工程具有較大的水平載荷,對于位移的控制較為嚴格,一級建筑樁基需要對樁基礎的水平位移量進行詳細計算,并與結果結合制定有效的改善措施,保證其始終在正常的范圍之內。
為了防止樁基中出現(xiàn)混凝土裂縫,還需要詳細計算其抗裂性能,在使用環(huán)節(jié)需要對裂縫的寬度進行合理控制,詳細計算裂縫寬度,保證樁基礎的穩(wěn)定性、抗裂性能能夠滿足有關控制標準。
2.4? 合理設置樁基礎
巖土工程中設計樁基礎可使用1柱1樁的形式,并且在結構合理的位置設置變形縫,或者根據(jù)工程情況選擇2柱合用1樁的形式。但是這一形式有一個重要的前提,那邊是需要保證上樁合力作用點和樁基中心在相同的位置。加強對巖層上非擠密樁的樁間距控制,使其大于0.5m[3]。除此之外,應將矩形、三角形等類型應用于群樁的設計中。在設置樁基礎的過程中,應保證中心同上部結構力作用點處于重合的狀態(tài),保證群樁受到彎矩較大方向及較大彎曲截面的模量相應,但是設置剪力墻下的多樁基礎則需要將其設置在交界位置。對單列樁條形承臺來說,如果橫向不存在分支,要對加強對其長度的控制,通過計算等方法設置連系梁,保證其與承臺保持垂直的狀態(tài);對柱、剪力墻來說,使用橢圓型樁基礎較為合理,這樣能夠確保樁基礎的中心與柱、墻和中心能夠保持重合。對地下室混凝土擋墻下樁基來說,需要在樁頂設置梁和板等結構,使其垂直于擋土墻;如果樁基礎中需要嵌入巖石,需要加強對其深度的控制,通常情況下應大于0.2m,如果巖石面傾斜,則需要及時對其調整[4]。
3? 特殊樁基的設計
3.1? 邊坡及斜坡區(qū)域
在邊坡及斜坡設置樁基則需要根據(jù)周圍區(qū)域情況進行設計,施工環(huán)節(jié)需要合理設置工序,同時嚴禁在潛在滑動體上設置樁基,如果樁端進入到潛在滑裂面上,需要使用合理的措施將其設置于穩(wěn)定的巖土層上,并采取合理方式保證樁基的豎向荷載有效傳至周圍支護地區(qū)。圖2為邊坡樁基礎施工示意圖。
巖土工程施工過程中需要設置的各種樁都需要與邊坡保持一定的距離,同時應該確保邊坡具有良好的穩(wěn)定性,如果存在滑坡或者崩塌等不良問題,需要及時采取有效的措施進行改善,進而提高樁基礎的安全性和穩(wěn)定性;如果在實際施工的過程中,需要在邊坡周圍設計樁基礎,那么在設計的過程中則需要對邊坡變形情況以及對樁基承載力的影響因素加以考慮,同時也需要分析樁基自身存在的變形問題,安排專門的測試人員對地基的穩(wěn)定性進行合理計算,或者將樁基切入到邊坡坡腳之下。對填方邊坡部分樁基來說,或者存在巖石外傾結構面的樁基,需要對其不利荷載效應進行詳細計算,了解這一情況下計算樁基的水平承載力以及穩(wěn)定性等相關數(shù)據(jù)。
對斜坡樁基礎來說,需要根據(jù)巖石面的傾斜度對樁基嵌石的深度進行合理調整,并將連系梁應用于相鄰的兩個樁基之間,對外露樁基以及樁身來說,需要與其上部的結構情況相結合,加以控制了;如果斜坡狀需要承載較大的載荷,在明確嵌入巖石深度的過程中還需要重視斜坡位置巖體抗剪承載力的變化狀況,嚴格遵循相關標準展開詳細計算;如果嵌入巖石位置巖體為拱形或者具有外傾結構,則需要嚴密計算上部巖體的抗滑性能。
3.2? 硐室區(qū)域
設計硐室基礎上的樁基首選需要認真評估硐室地基的穩(wěn)定性,勘察其周圍環(huán)境。如果硐室周圍具有不穩(wěn)定結構的巖體組合,則需要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況,對局部穩(wěn)定性進行詳細計算,之后按照計算的結果制定合理的措施,進而有效提高硐室局部巖體以及硐室地基的安全性及穩(wěn)定性。
如果硐室頂板巖層完整并且厚度與現(xiàn)場設計的實際要求相符,則可以在硐室頂板位置設計專門的樁基,但需要對樁端下頂板巖體的承載力進行延米計算;如果樁端下硐室頂板厚度較低,或者頂板巖體的承載力較低,那么則需要在硐室底板上設置樁端。硐室部分的設計可選擇照柱構造的形式。
3.3? 填土區(qū)域
巖土工程施工的過程中難免會遇到面積較大的填圖區(qū)域,因此在進行樁基礎的設計前,首先要對施工現(xiàn)場的具體情況進行全面勘測,保證填土密實度與工程建設的要求相符。對于新填土場地的地基則需要使用合理的處理措施,如果該區(qū)域具有填圖邊坡,應嚴格根據(jù)邊坡治理的需求進行支護處理[5]。
4? 結語
在進行巖土工程磚基礎設計的過程中需要充分了解工程的需要,具備良好的設計理念,掌握設計關鍵要點,采取合理有效的措施進而提高整體設計的質量及效率,優(yōu)化整體工程的基礎結構性能,為巖土工程后續(xù)工作的展開夯實基礎。
參考文獻:
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[2] 張曉明.巖土工程中地基與樁基礎處理技術要點探究[J].建筑工程技術與設計,2020(11):364.
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[4] 謝凱.試論巖土地質工程中地基與樁基礎處理技術要點[J].世界有色金屬,2019(24):272,274.
[5] 孫曉陽,趙振豐.淺析巖土工程勘察設計中如何合理選擇樁基礎類型[J].建筑工程技術與設計,2019(10):1142.