馮開(kāi)宇

摘 要：樁基是一種歷史悠久且應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)形式，常用于豎向荷載大而集中或受大面積地面荷載影響的結(jié)構(gòu)以及在沉降方面有較高要求的建筑物的基礎(chǔ)。因此，建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性。文中，主要就針對(duì)建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ);設(shè)計(jì);荷載

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市中各類(lèi)高層建筑拔地而起，作為高層的基礎(chǔ)部分往往在整個(gè)建筑物投資中占據(jù)了很大的比例。而高層基礎(chǔ)往往采用樁基礎(chǔ)，因此，如何選擇合理的樁基礎(chǔ)形式，對(duì)于保證安全，節(jié)約投資、降低造價(jià)起著舉足輕重的作用。這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)人員對(duì)每個(gè)建筑物的勘察報(bào)告進(jìn)行仔細(xì)分析，選擇一個(gè)最優(yōu)化的基礎(chǔ)方案。筆者就以下幾方面對(duì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中值得注意的問(wèn)題進(jìn)行探討。

一.靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力特征值的重要性

目前的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程，往往先根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的參數(shù)確定單樁載力設(shè)計(jì)值，根據(jù)這個(gè)估算的單樁承載力直接進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并施工，待基礎(chǔ)施工完成后再進(jìn)行工程樁豎向承載力檢驗(yàn)。實(shí)際上這個(gè)計(jì)算的單樁豎向承載力特征值是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)取值。在地質(zhì)報(bào)告中單樁豎向承載力特征值按下式進(jìn)行估算：Ra=QpaAp+Up∑Qsa1i

式中：Ra：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值（kpa）

Up：樁身周邊長(zhǎng)度（m）

Qsa：樁周第i層土的磨擦力特征值（kpa）

1i：樁周第i層土的厚度（m）

Qpa：樁端土的承載力特征值（kpa）

Ap：樁底端橫截面面積（㎡）

其結(jié)果僅供參考，在大多數(shù)情況下這個(gè)計(jì)算值小于單樁靜載荷試驗(yàn)值，是能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的，有些相差幅度較大，因此按試樁獲得的實(shí)際承載力將會(huì)按地質(zhì)勘察報(bào)告估算的承載力來(lái)布置基礎(chǔ)將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，有些情況是樁機(jī)全面進(jìn)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)該樁型不適合本場(chǎng)地施工或發(fā)現(xiàn)樁承載力遠(yuǎn)小于地質(zhì)報(bào)告提供的計(jì)算值，此時(shí)再改樁型或因樁基已施工完畢，補(bǔ)充樁數(shù)也很困難，如仍按計(jì)算值進(jìn)行樁基施工，樁基礎(chǔ)就會(huì)發(fā)生安全問(wèn)題。所以現(xiàn)場(chǎng)單樁靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力顯得十分重要。

二.樁基方案的選擇

樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中樁基方案合理選擇均會(huì)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大的影響，合理的樁型將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

（一）分類(lèi)。第一，按照承載性分類(lèi)：端承型樁、摩擦型樁;第二，按照使用功能分類(lèi)：豎向抗拔樁、豎向抗壓樁、復(fù)合受載樁;第三，按照樁身材料分類(lèi)：鋼柱、混凝土樁、組合材料樁;第四，按照樁的方法分類(lèi)：擠土樁、部分?jǐn)D土樁、非擠土樁。

（二）具體工程分析。金堂某安置房2#地塊，總建筑面積18萬(wàn)平方米，地下一層，地上28層，高層住宅小區(qū)，剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)地勘報(bào)告，土層分布為素填土，粉質(zhì)粘土，細(xì)砂層，松散卵石，挖至地下室底板時(shí)，土層是細(xì)砂層，距稍密卵石層還有3～4M，故不能直接采用天然基礎(chǔ)， 由地勘報(bào)告建議，應(yīng)采用樁基礎(chǔ)，樁方案有人工挖孔樁，預(yù)應(yīng)力管樁，鉆孔灌注樁，CFG樁復(fù)合地基.現(xiàn)以6#樓為例，作幾方面比較：

通過(guò)以上分析，管樁最便宜，但施工困難，可實(shí)施性差.在本工程中，鉆孔灌注樁無(wú)論從造價(jià)還是施工工藝上，相比其他樁型更具有優(yōu)勢(shì)，故選擇鉆孔灌注樁.

由此分析，根據(jù)具體工程情況，進(jìn)行不同的樁基礎(chǔ)比較，從而選出更適合本工程的基礎(chǔ)形式具有很重要的意義。

（三） 樁長(zhǎng)的重要性。同樣樁基設(shè)計(jì)中對(duì)樁長(zhǎng)的選擇也至關(guān)重要，在某一高層住宅樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，根據(jù)勘察報(bào)告采用D500預(yù)應(yīng)力管樁，可選樁長(zhǎng)有：樁長(zhǎng)25m ，單樁承載力特征值Ra=900kN;樁長(zhǎng)34m，單樁承載力特征值Ra=1300kN.采用25m樁，約需要樁數(shù)290根;而采用34m 樁，則需要工程樁200根。從樁本身而言，兩種方案總的工程樁延米數(shù)量相當(dāng)，但我們分析一下由此而相對(duì)應(yīng)的筏板設(shè)計(jì)，采用25m 樁為滿(mǎn)樘布樁，所需筏板厚約為1200mm，而采用34m 樁為墻下布樁，筏板厚可減至900mm，經(jīng)濟(jì)效益明顯。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)人員在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一定要采用多方案比較，選擇合理的樁型與樁長(zhǎng)。

三、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題

（1）標(biāo)高與平面布置。標(biāo)高和平面位置布置是樁基設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線(xiàn)確定樁位樁長(zhǎng)的重要依據(jù)，但實(shí)際設(shè)計(jì)中容易被忽略，存在的問(wèn)題如：柱底軸力圖的柱網(wǎng)關(guān)系與建筑圖不一致;樁群承載力合力點(diǎn)與長(zhǎng)期荷載重心偏離過(guò)大;勘察報(bào)告上標(biāo)高與設(shè)計(jì)所用標(biāo)高不一致，無(wú)法確定持力層的標(biāo)高;樁基礎(chǔ)施工圖中沒(méi)有明確持力層層號(hào)及樁進(jìn)入持力層的深度。

（2）地下水位。正常使用階段存在的抗浮問(wèn)題，則需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的抗浮設(shè)計(jì)，常用有抗拔樁、抗拔土錨、利用基坑支護(hù)樁和增加地下車(chē)庫(kù)覆土厚度等設(shè)計(jì)方法。對(duì)于施工期間存在抗浮問(wèn)題的只需要在施工期間注意降排水和監(jiān)測(cè)即可。

（3）沉降計(jì)算。高程建筑由于主樓與裙樓上部結(jié)構(gòu)荷載差異很大，二者樁型、樁長(zhǎng)、樁持力層均有較大差異，應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算，后澆帶也是實(shí)際解決此類(lèi)問(wèn)題較為實(shí)用的方法，總說(shuō)明中應(yīng)見(jiàn)后澆帶的施工要求;

（4）配筋長(zhǎng)度與配筋率。為確保質(zhì)量，對(duì)不同樁型、不同受力特征、復(fù)雜土層條件下樁基的配筋長(zhǎng)度和配筋率規(guī)范中均有不同規(guī)定，此方面應(yīng)注意的問(wèn)題如：應(yīng)根據(jù)計(jì)算進(jìn)行配筋;挖孔樁樁徑不小于800mm，會(huì)有層數(shù)不多的情況下挖孔樁樁身配筋率有的過(guò)小，應(yīng)按GB50007-2011第8.5.2條進(jìn)行合理調(diào)整;按JGJ94-2008要求，根據(jù)驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)抗拔樁鋼筋配筋不足;抗拔樁應(yīng)提供抗拔承載力特征值，抗拔樁應(yīng)通長(zhǎng)配筋，才符合JGJ94-2008第4.1.1）條;人工挖孔樁按端承載樁設(shè)計(jì)配筋長(zhǎng)度應(yīng)滿(mǎn)足GB50007-2011第8.5.3條;基樁系摩擦端承樁，在坡地上（基巖坡差很大），基樁配筋宜通長(zhǎng)配置;沉管灌注樁鋼筋籠長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)軟弱層，才滿(mǎn)足GB50007-2002第8.5.3條等。

（6）樁間距。為了避免擠土效應(yīng)對(duì)成樁質(zhì)量的影響，設(shè)計(jì)中應(yīng)控制樁間距在允許范圍之內(nèi)。樁距過(guò)小，考慮到施工的實(shí)際情況，采用跳打方式不是解決問(wèn)題的，最佳途徑首先應(yīng)考慮調(diào)整布樁。

（7）樁身強(qiáng)度與耐久性。規(guī)范對(duì)樁身強(qiáng)度驗(yàn)算和耐久性明確了要求，樁身強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)GB5007-2011第8.5.10條驗(yàn)算;應(yīng)根據(jù)規(guī)范確定地下砼構(gòu)件環(huán)境類(lèi)別劃分與對(duì)應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度;應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的環(huán)境類(lèi)別及設(shè)計(jì)要求決定砼強(qiáng)度等級(jí)。

總之，樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過(guò)程，我們?cè)O(shè)計(jì)人員一定要考慮到每一個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，從各方面使之合理化。好的設(shè)計(jì)不僅僅是要保證建筑物安全，更要使設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。