建筑樁基礎(chǔ)和后澆帶的設(shè)計(jì)

傅艷

（淮北工業(yè)建筑設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，安徽 淮北 235000）

1 樁平面布置原則

1.1 力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。

1.2 在縱橫墻交叉處都應(yīng)布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。

1.3 同一結(jié)構(gòu)單元不宜同時(shí)采用摩擦樁和端承樁。

1.4 大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時(shí)，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。

1.5 在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺(tái)的布樁形式。

1.6 剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應(yīng)力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。

2 樁端進(jìn)入持力層的最小深度

2.1 應(yīng)選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入持力層深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d（d 為樁徑）；砂土及強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于1d，且不小于0.5m。

2.2 樁端進(jìn)入中、微風(fēng)化巖的嵌巖樁，樁全斷面進(jìn)入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風(fēng)化硬質(zhì)巖時(shí)，嵌巖深度可適當(dāng)減少，但不宜小于0.2m。

2.3 當(dāng)場地有液化土層時(shí)，樁身應(yīng)穿過液化土層進(jìn)入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進(jìn)入深度應(yīng)由計(jì)算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土且不應(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m。

2.4 當(dāng)場地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時(shí)，樁身進(jìn)入上述土層以下的深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴(kuò)大頭直徑及1.5m。

3 樁型選擇原則

樁型的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求，上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定。

3.1 預(yù)制樁（包括混凝土方形樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強(qiáng)風(fēng)化層、風(fēng)化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰?guī)r地區(qū)、從軟塑層突變到特別堅(jiān)硬層的巖層地區(qū)均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。

3.2 沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對于樁群密集，且為高靈敏度軟土?xí)r則不適用。由于該樁型的施工質(zhì)量很不穩(wěn)定，故宜限制使用。

3.3 在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應(yīng)考慮擠土效應(yīng)對于環(huán)境和質(zhì)量的影響，必要時(shí)采取預(yù)鉆孔。設(shè)置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化大的巖層；如持力層為硬質(zhì)巖層或地層中夾有大塊石等，則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可采用長短螺旋鉆機(jī)干作業(yè)成孔成樁。鉆（沖）孔時(shí)需泥漿護(hù)壁，故施工現(xiàn)場受限制或?qū)Νh(huán)境保護(hù)有特殊要求的，不宜采用。

3.4 人工挖孔樁適用于地下水水位較深，或能采用井點(diǎn)降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動(dòng)性淤泥質(zhì)土者。成孔過程可能出現(xiàn)流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。

3.5 鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費(fèi)用昂貴，一般不宜采用。當(dāng)場地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時(shí)，若采用混凝土預(yù)制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質(zhì)量，或?yàn)榱艘s工期，此時(shí)可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應(yīng)為較硬的土層或風(fēng)化巖層。

3.6 夯擴(kuò)樁，當(dāng)樁端持力層為硬粘土層或密實(shí)砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可采用夯擴(kuò)樁。由于夯擴(kuò)樁為擠土樁，為消除擠土效應(yīng)的負(fù)面影響，應(yīng)采取與上述預(yù)制樁和沉管灌注樁類似的措施。

4 后澆帶設(shè)計(jì)

4.1 后澆帶的合理設(shè)置

因調(diào)整地基初期不均勻沉降而設(shè)的后澆帶，帶寬800～1000mm。后澆帶自基礎(chǔ)開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設(shè)后澆帶，包括內(nèi)外墻體。施工時(shí)后澆帶兩邊梁板必須支撐好，直到后澆帶封閉并混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除。后澆帶內(nèi)的混凝土等級采用比原構(gòu)件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時(shí)，沉降曲線平緩可在高層封頂一個(gè)月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時(shí)間。

基礎(chǔ)后澆帶封閉前要求施工時(shí)覆蓋，以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施，如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時(shí)后澆帶中設(shè)置適量加強(qiáng)鋼筋，如梁面、底鋼筋相同等措施。

設(shè)計(jì)者必須認(rèn)真對待由于超長給結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，當(dāng)增大結(jié)構(gòu)伸縮縫間距或者是不設(shè)置伸縮縫時(shí)，必須采取切實(shí)可行的措施，防止結(jié)構(gòu)開裂。在適當(dāng)增大伸縮縫最大間距的各項(xiàng)措施中，在結(jié)構(gòu)施工階段采取防裂措施是國內(nèi)外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法，我國常用的做法是設(shè)置施工后澆帶。另外，當(dāng)建筑物存在較大的高差，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)具體情況可不設(shè)置永久變形縫時(shí)，例如高層建筑主體和多層（或低層）裙房之間，也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶，前者可稱之為收縮后澆帶，后者可稱之為沉降后澆帶。

必須指出的是，后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮，它不能解決由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，更不能替代伸縮縫。有一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯(cuò)誤的，因?yàn)閮烧叩淖饔貌⒉幌嗤?/p>

當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)超長過多，單靠設(shè)置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時(shí)，可以考慮采用補(bǔ)償收縮混凝土，在適當(dāng)位置設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。采用這種方法，不僅可以進(jìn)一步增大伸縮縫最大間距，而且可以用膨脹加強(qiáng)帶取代部分施工后澆帶，從而實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)澆筑即無縫施工。但應(yīng)注意，采用膨脹加強(qiáng)帶取代部分施工后澆帶時(shí)，膨脹加強(qiáng)帶的位置應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力集中部位，并應(yīng)制定嚴(yán)格的技術(shù)保障措施，保證混凝土原材料的質(zhì)量和微膨脹劑的配合比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對地下室結(jié)構(gòu)各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。

4.2 后澆帶位置的設(shè)計(jì)

施工后澆帶的位置，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)布置的具體情況確定，不能想當(dāng)然，搞一刀切。后澆帶應(yīng)設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小處，一般在梁、板跨度內(nèi)的三分之一處，結(jié)構(gòu)彎矩和剪力均較小，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯(cuò)開，后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設(shè)置后澆帶時(shí)，后澆帶宜處于裙房一側(cè)，且在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)注意加強(qiáng)高層建筑與裙房相連部位的構(gòu)造，提高縱向鋼筋配筋率，用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，尚應(yīng)采取其他措施，通?？煽紤]以下方法：

4.2.1 高層建筑采用樁基或其他地基基礎(chǔ)處理方法，或補(bǔ)償基礎(chǔ)，盡量擴(kuò)大高層建筑基礎(chǔ)與地基接觸面積，減小高層建筑基礎(chǔ)底面接觸壓力，而裙房則采用埋深較淺的獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)等，調(diào)節(jié)高層建筑與裙房之間的差異沉降。

4.2.2 盡量減小裙房部分基礎(chǔ)與地基的接觸面積，即盡量增大裙房部分的基礎(chǔ)底面接觸壓力，加大裙房的沉浸量。

4.2.3 結(jié)合高層建筑埋置深度要求，調(diào)整高層建筑地下室高度，使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上，可有效地減小高層建筑的沉降量。

5 小結(jié)

樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過程，我們設(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.進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合工程具體情況，多方面對比，選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案。

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ-7-89.

[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94.

[3]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》GBJ79-91.