建筑工程中樁基的選擇應(yīng)用探究

張英輝 孫向麗

（河南省平煤神馬建工集團(tuán)六處，河南 平頂山 467001）

1 影響樁基選擇因素分析

樁基的種類繁多，但各種樁基都有其特點(diǎn)及適用范圍，根本沒有一種通用性的樁基，加上具體工程地質(zhì)條件的多樣性，施工機(jī)械設(shè)備的差異性，施工隊(duì)伍綜合素質(zhì)、施工工藝水平、材料所需數(shù)量等都會(huì)對(duì)樁基的應(yīng)用效果產(chǎn)生很大的影響。一般情況下，在選擇確定樁基方案前需要綜合考慮以下幾個(gè)方面的因素：

地質(zhì)條件。包括地質(zhì)、土質(zhì)、地層、地下水等條件。

結(jié)構(gòu)物狀況。主要涉及結(jié)構(gòu)物的規(guī)模和形式。

環(huán)境情況。一是氣象情況；二是噪聲、振動(dòng)情況；三是樁基鄰近構(gòu)筑物情況，主要為鄰近建筑物、橋梁、道路等鄰近構(gòu)筑物的情況；四是材料堆放、機(jī)械作業(yè)情況；五是地下埋設(shè)物的情況，涉及給排水管、天然氣管、電纜管線等地下埋設(shè)物；六是水電供給情況。

建筑材料的供給條件。建筑材料的供給若可選擇在當(dāng)?shù)?，則可減少運(yùn)輸費(fèi)用，節(jié)約施工成本。

施工機(jī)械設(shè)備條件。施工隊(duì)伍所應(yīng)用的施工設(shè)備狀況有時(shí)可能會(huì)制約采用何種加固措施。

工程費(fèi)用的高低。樁基方案選擇是否合理的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)就是經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的高低因素，在樁基的選擇過程中，一定要在綜合比較分析的情況下，選擇既能滿足加固要求，又能保證施工質(zhì)量，且又經(jīng)濟(jì)合理的樁基方案。

施工技術(shù)的綜合難易程度。如采用筏形基礎(chǔ)，雖然施工工藝復(fù)雜性較高，且大體積混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)比較難，但灰土墊層、混凝土墊層和筏板施工即可在基坑開挖后實(shí)施，無需再鉆孔和做鋼筋混凝土樁，整體而言，此樁基形式結(jié)構(gòu)可靠、保證質(zhì)量、施工方便、進(jìn)度較快、經(jīng)濟(jì)合理。再如采用鉆孔灌注樁，雖說成樁工藝比較復(fù)雜，施工時(shí)容易產(chǎn)生塌孔、縮頸、斷樁、吊腳樁等質(zhì)量問題，但其施工噪聲小，震動(dòng)少，應(yīng)用范圍廣。因此，要根據(jù)工程實(shí)際情況，綜合的比較各種樁基方案的特點(diǎn)及施工綜合難易程度，以選擇最佳方案。

工期要求。首先要保證地基加固工期不會(huì)延誤，其次，如果樁基工程工期縮短，可有效利用節(jié)約出來的工期提高地基加固后的強(qiáng)度。因此，應(yīng)按具體工程具體分析的原則處理每一項(xiàng)樁基工程，綜合考慮各方面的因素，分析比較各種樁基方案技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，以選擇最佳的樁基處理方法，或者多種形式樁基組成而成的樁基綜合處理方案。

2 樁基選擇應(yīng)用分析

2.1 工程概況

擬建工程項(xiàng)目分為 A、B、C、D 四個(gè)區(qū)，A區(qū)、C區(qū)分別為15層、12層的主體建筑物，高度分別為56.9m、31.4m，均為框架抗震墻結(jié)構(gòu)，單柱最大荷重約為4500kN，9800kN；B區(qū)為4層的裙樓部位，高度為16.80m，單柱最大荷重約為5400kN，框架結(jié)構(gòu)；D區(qū)為2層建筑物，高度為12.80m，單柱最大荷重約為5400kN，框架結(jié)構(gòu)。地面設(shè)計(jì)標(biāo)高為11.5m，設(shè)有深度約5.00m的一層地下室。

2.2 地質(zhì)條件

在對(duì)擬建場(chǎng)地內(nèi)的軟弱土層、孤石、池塘、陡坎進(jìn)行適當(dāng)處理后，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，對(duì)擬建場(chǎng)地的地表、基底及周邊地勢(shì)進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明地基的穩(wěn)定性較好，適宜擬建物的建設(shè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，擬建場(chǎng)地地基土主要由素填土、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、火山巖殘積粘土、全風(fēng)化火山巖、土狀強(qiáng)風(fēng)化火山巖及中風(fēng)化火山巖 組成，各土層詳細(xì)情況分述如下。

素填土屬于回填時(shí)間小于10年的新填土，為欠固結(jié)土，密實(shí)度、均勻性及工程性能都比較差，且未經(jīng)專門的壓實(shí)處理，不宜直接作為擬建物的基礎(chǔ)持力層。另外，在采用樁基方案時(shí)，要考慮負(fù)摩阻力的影響。

淤泥質(zhì)土屬于高壓塑性軟弱土，為欠固結(jié)土，力學(xué)強(qiáng)度低，工程性能差，和素填土一樣，不宜直接作為擬建物基礎(chǔ)持力層，同樣需考慮產(chǎn)生樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。

粉質(zhì)粘土屬中等壓縮性土，大多呈可塑～硬塑狀態(tài)，雖然力學(xué)強(qiáng)度較上述兩土層要較高，但分布不夠穩(wěn)定，且頂板厚度與埋深變化較大(0.30～7.20m)，同樣不宜作為本擬建物的基礎(chǔ)持力層。

火山巖殘積性土屬中等壓縮性土，呈可塑～硬塑狀態(tài)，總體上層位穩(wěn)定，力學(xué)強(qiáng)度較高，且呈現(xiàn)出隨著深度的遞增而強(qiáng)度逐漸增大的變化趨勢(shì)，但厚度總體較小且也變化較大 (0.70～9.60m)，由于本擬建物主樓荷重較大，所以不宜作為樁基的樁端持力層。

全風(fēng)化火山巖壓縮性較低，力學(xué)強(qiáng)度較高，但層位不夠穩(wěn)定，局部厚度變化大，總體厚度較小，且局部地段已缺失，因此，也不宜作為擬建物的基礎(chǔ)持力層。

土狀強(qiáng)風(fēng)化火山巖和全風(fēng)化火山巖一樣壓縮性較低，力學(xué)強(qiáng)度較高，且層位基本穩(wěn)定，總體厚度較大，可將此土層作為C區(qū)和D區(qū)的樁端持力層。

中風(fēng)化火山巖力學(xué)強(qiáng)度較高，雖然巖面起伏較大，但基本不可壓縮，不會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降，因此該土層是本擬建物主樓較為理想的樁基持力層。

2.3 樁基選擇

根據(jù)上部建筑物荷載特點(diǎn)，結(jié)合場(chǎng)地巖土層分布條件及周邊環(huán)境，專家認(rèn)為設(shè)計(jì)所采用的部分人工挖孔灌注樁與部分沖鉆孔灌注樁相結(jié)合的基礎(chǔ)型式基本是合理可行的。但人工挖孔灌注樁需要降水，在基坑開挖后施工樁長(zhǎng)較短，同時(shí)，沖孔灌注樁需要在地面上施工，且需泥漿護(hù)壁，因此，原設(shè)計(jì)方案可能會(huì)導(dǎo)致原定施工工期的延長(zhǎng)。專家認(rèn)為上部建筑為15層，荷載不是特別大，且地質(zhì)剖面上的中風(fēng)化火山巖埋深較大，區(qū)域風(fēng)化層厚度大，因此，專家建議設(shè)計(jì)單位可考慮把原設(shè)計(jì)的部分沖鉆孔灌注樁也改為人工挖孔灌注樁，即全部采用工挖孔灌注樁的樁基方案。人工挖孔灌注樁樁長(zhǎng)控制在25m以內(nèi)，局部將土狀強(qiáng)風(fēng)化火山巖作為持力層，需要對(duì)此方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便比較其技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，擇優(yōu)選取樁型。還建議需要對(duì)土狀強(qiáng)風(fēng)化層的地下水進(jìn)行水質(zhì)分析，且取樣時(shí)應(yīng)避免上部池塘水對(duì)水質(zhì)的影響，如地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)是無腐蝕，還是弱腐蝕。

2.4 樁型調(diào)整

通過對(duì)地質(zhì)勘察報(bào)告的研究、討論后，達(dá)成以下共識(shí)：

除了15層的主樓采用原設(shè)計(jì)樁基方案沖孔灌注樁外，其它部分改為人工挖孔灌注樁樁基方案。同時(shí)在保證滿足荷載的情況下，可適當(dāng)減小樁徑。

主樓部分所采用的沖孔灌注樁在滿足荷載情況下，盡量做到統(tǒng)一樁徑。

招標(biāo)代理單位將人工挖孔樁部分的護(hù)壁部分由混凝土由商品混凝土調(diào)整為現(xiàn)場(chǎng)自拌混凝土。

護(hù)壁部分的混凝土由是否可以有C35調(diào)整為C25，需在設(shè)計(jì)單位查實(shí)后進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。

沖孔灌注樁部分的施工機(jī)械暫時(shí)按照回旋鉆機(jī)進(jìn)行計(jì)算，適度考慮沖孔鉆機(jī)。

結(jié)語

從文章的分析可以看出，整個(gè)樁基的選擇是在綜合分析基本因素的前提下進(jìn)行的，并提出多種樁基方案。在多個(gè)方案中進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分析比較，選擇最滿足建設(shè)方需求的方案，作為最終方案。最后，邀請(qǐng)專家論證，根據(jù)專家的專業(yè)知識(shí)與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)工程地質(zhì)情況、工程經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及工程特點(diǎn)進(jìn)行定性比較確定最優(yōu)的方案。文章所提出的樁基選擇方法看似比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)際選擇過程中需要綜合各技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的因素加以綜合分析。

[1]趙志高.有限元法在基礎(chǔ)不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)受損分析中的應(yīng)用 [M].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010，(04):114-116.

[2]王宗年，李志剛.某教學(xué)樓裂縫原因分析和安全性檢測(cè)鑒定[M].蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2010，(04):27-30.