樁基礎(chǔ)在建筑中的應(yīng)用分析

馮太新 景旭寧

摘 要：樁基礎(chǔ)也稱之為樁基，是一種在建筑中比較常見的基礎(chǔ)類型。在建筑工程施工過程中，若建筑要求相對較高或地質(zhì)狀況較差，會經(jīng)常運(yùn)用到樁基礎(chǔ)。文章首先對樁基礎(chǔ)進(jìn)行了簡單介紹，在此基礎(chǔ)上再對樁基礎(chǔ)在建筑應(yīng)用中的一些常見問題進(jìn)行簡要分析。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；剛度；建筑；荷載

中圖分類號：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0159-01

樁基礎(chǔ)作為一種常見的建筑基礎(chǔ)，早在古代我國就有運(yùn)用記載，這也為目前的建筑發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ)?；鶚逗统信_這兩個(gè)部分共同構(gòu)成了樁基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)類型擁有很高的承載能力，并且發(fā)生的沉降量較小。除此之外，樁基礎(chǔ)還具有很高的普適性，幾乎適用于各類工程項(xiàng)目以及各種地質(zhì)狀況，尤其是在沿海以及一些地質(zhì)松軟的地區(qū)建造重型建筑時(shí)，更凸顯出其特點(diǎn)以及適用性。在建筑工程中，勘察、設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場施工等每一個(gè)步驟都非常重要，它直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格實(shí)施每一個(gè)環(huán)節(jié)以確保工程質(zhì)量。在進(jìn)行樁基施工時(shí)，由于其擁有較高的工藝及質(zhì)量要求，因此在工序上就會顯得繁多，施工的條件上也會非常復(fù)雜。

1 樁基礎(chǔ)的類型

樁基礎(chǔ)根據(jù)其受力的原理不同以及施工方式的差別可大致分為摩擦樁、承載樁、預(yù)制樁和灌注樁等四種。當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境中承載層的位置比較深時(shí)或沒有可以用作承載的地層時(shí)通常會用到摩擦樁。由此可見，摩擦樁用來承受荷載的方式是通過自身基樁與地層的摩擦來實(shí)現(xiàn)的。摩擦樁根據(jù)力的不同還可再分為拉力樁和壓力樁。若地質(zhì)環(huán)境中有很好的承載層能夠承載構(gòu)造物時(shí)，這時(shí)我們就可以選用承載樁。承載樁是將樁基作用在巖盤上來承受荷載的?？梢砸姷?，摩擦樁和承載樁的最大區(qū)別就在于其受力不同。對于建筑要求較高的工程，可以運(yùn)用預(yù)制樁，預(yù)制樁在滿足高強(qiáng)度的建筑要求時(shí)還能夠節(jié)省材料。由于預(yù)制樁在施工過程中需要利用打樁機(jī)進(jìn)行，因此可能會受到機(jī)械數(shù)量的影響而拉長工期。此外，在將預(yù)制的鋼筋混凝土樁打入地下時(shí)，其施工難度也較高。相比預(yù)制樁而言，灌注樁在施工過程中難度較低，它是通過在事先鉆好的具有一定深度要求的鉆孔內(nèi)放入鋼筋并澆注混凝土來完成的。在鉆孔時(shí)若采用人工挖孔，就可以不受機(jī)械數(shù)量的影響而大大縮短工期。但是灌注樁最大的不足之處就是承載力很低，這一點(diǎn)決定了它不適用于高強(qiáng)度的建筑。由于樁基礎(chǔ)的分類以及所采用的材料和施工方式不同，在實(shí)際工程施工中，最常用的有鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁以及預(yù)制鋼筋混凝土樁、鋼管樁等。每一種都有其特有的建筑要求及適用條件，必須按照相關(guān)要求及需要來選用。

2 樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)

①樁基礎(chǔ)在豎向承載能力方面較強(qiáng)。不論建筑的地質(zhì)環(huán)境中承載層的位置深淺，有無可以支承構(gòu)造物荷載的承載層，樁基礎(chǔ)都可以依據(jù)較大的摩擦力或是堅(jiān)硬的持力層來承負(fù)起構(gòu)造物所有的豎向荷載以及偏心荷載。因此，可以看出樁基礎(chǔ)具有很強(qiáng)的豎向承載能力。

②樁基礎(chǔ)的豎向剛度較大。由于樁基礎(chǔ)在豎向剛度方面性能較好，因此不會由于建筑物自重或是相臨載荷的影響而出現(xiàn)較大幅度的不均勻沉降，并且建筑物不會出現(xiàn)超出規(guī)定范圍的傾斜。

③樁基礎(chǔ)的側(cè)向剛度大。大風(fēng)及地震作為建筑物牢固程度的兩個(gè)重要“自然”檢測指標(biāo)，其帶來的危害相當(dāng)大，尤其是高層建筑。而樁基礎(chǔ)能夠利用其巨大的側(cè)向剛度來抵抗這兩大自然危害帶來的水平及力矩荷載。由此可見，樁基礎(chǔ)的整體抗傾覆能力較強(qiáng)，從而使高層建筑的穩(wěn)定性得以保證。

④樁基礎(chǔ)的抗壓及抗拔能力較強(qiáng)。由于樁基礎(chǔ)的樁身是穿過了液化土層并受力在堅(jiān)固的承載層上的，因此當(dāng)出現(xiàn)淺土層塌陷或液化的情況時(shí)，樁基礎(chǔ)依舊能夠憑借其較深的土層來穩(wěn)固建筑物，并且不會出現(xiàn)大幅度的傾斜及沉陷，從而使得建筑物具有較好的穩(wěn)定性能。由此可以看出，樁基礎(chǔ)有很強(qiáng)的抗壓以及抗拔的承載能力。

3 樁基礎(chǔ)在建筑應(yīng)用中的一些常見問題及原因分析

在樁基工程施工過程中若出現(xiàn)問題，此時(shí)對問題的分析及處理會對樁基工程以及整個(gè)建筑的工期、造價(jià)、建筑質(zhì)量產(chǎn)生非常大的影響。因此，有必要對樁基礎(chǔ)在建筑應(yīng)用過程中出現(xiàn)的一些常見問題進(jìn)行總結(jié)分析，防止發(fā)生類似的問題，確保整個(gè)工程能夠安全、經(jīng)濟(jì)、正常進(jìn)行。

①樁基的實(shí)際承載能力低于設(shè)計(jì)要求。出現(xiàn)這種情況的原因通常有以下幾點(diǎn)：一是由于樁基深入地下的深度達(dá)不到或是深度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求但沒有進(jìn)入到設(shè)計(jì)中要求的持力層；二是工程在勘察后所出具的報(bào)告中有關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際的情況不符合；三是最終的貫入度太大；四是單樁的承載能力由于過度傾斜或是出現(xiàn)斷裂而造成其承載力降低。

②樁基過度傾斜。這種狀況出現(xiàn)的原因如下：一是進(jìn)行基坑施工時(shí)土方開挖不當(dāng)；二是由于樁基各部分的中心線沒有重合，出現(xiàn)了偏心現(xiàn)象；三是樁端遇到障礙，比如石塊等；四是預(yù)制樁的尖端出現(xiàn)變形或是位置不正，頂面出現(xiàn)傾斜等質(zhì)量問題；五是由于打樁的順序不對或是樁與樁之間距離太小而引起擠土效應(yīng)；六是樁架和地面之間由于樁機(jī)安裝出現(xiàn)傾斜而不能使其保持垂直。

③樁基出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。當(dāng)樁基出現(xiàn)過度傾斜時(shí)會發(fā)生斷裂現(xiàn)象。除此之外，還有三種情況也會導(dǎo)致斷樁的發(fā)生：一是錘擊的力度過大或是次數(shù)過多；二是樁在堆放過程中或是起吊時(shí)支撐不當(dāng)或吊點(diǎn)位置不對；三是由于沉樁時(shí)遇到較硬的地質(zhì)層，此時(shí)依然進(jìn)行錘擊而發(fā)生彎曲進(jìn)而出現(xiàn)斷裂。

④樁基礎(chǔ)中樁的接頭處發(fā)生斷離。由于建筑基礎(chǔ)工程中，有時(shí)需要較長的樁，而樁的施工工藝決定其預(yù)制方式需分段進(jìn)行并分段沉入。那么，在每一段的接頭處通常是采用鋼制焊接件來進(jìn)行連接的。通過對建筑施工中的常見問題總結(jié)可以看出，這種接頭發(fā)生斷離的現(xiàn)象較為常見。

⑤樁基礎(chǔ)中樁位的偏差較大。造成這種現(xiàn)象的原因主要是存在擠土效應(yīng)、沉樁時(shí)工藝存在問題，或是測量放線出現(xiàn)了偏差等。

4 處理樁基礎(chǔ)工程施工中問題的常見方法

在樁基礎(chǔ)工程施工中若出現(xiàn)問題，此時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際施工情況嚴(yán)加審核處理方案，使其滿足安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)、方便的要求。在諸多的處理方法當(dāng)中，最常見的有補(bǔ)樁法、補(bǔ)沉法、糾偏法、送補(bǔ)結(jié)合法以及擴(kuò)大承臺法等等。下面對這些常見的問題處理的方法作以簡單的介紹。

補(bǔ)樁法必須結(jié)合業(yè)主、設(shè)計(jì)及監(jiān)理三方的意見，之后再拿出相應(yīng)的補(bǔ)樁方案進(jìn)行施工處理。由于這種方式牽扯到三方的意見并且耗費(fèi)資金，工期也較長，因此很少得到各方的認(rèn)可。對于補(bǔ)沉法來說，就比較易于操作實(shí)施。只要出現(xiàn)樁受土體的隆起而被迫上抬或是進(jìn)入地層的深度未達(dá)到要求時(shí)，都可以采用補(bǔ)沉法來進(jìn)行處理。糾偏法是當(dāng)出現(xiàn)由于開挖基坑造成的沒有發(fā)生斷裂的樁身傾斜或是樁長較短且沒有發(fā)生斷裂的樁身傾斜時(shí)，可以將其局部開挖再通過千斤頂來進(jìn)行樁身復(fù)位。在樁基礎(chǔ)施工過程中，沉樁時(shí)有時(shí)需要分段沉入，而送補(bǔ)結(jié)合法就適用于樁基礎(chǔ)中樁的連接處發(fā)生脫離的情況。通過對有問題的樁進(jìn)行復(fù)打使其下沉而將樁的連接點(diǎn)頂緊，也可以再補(bǔ)打一些全長完整的樁，這樣一來整個(gè)基礎(chǔ)的豎向承載能力就會大大得到提高，抗震能力也隨之增強(qiáng)。對于擴(kuò)大承臺法而言，當(dāng)樁位出現(xiàn)較大偏差時(shí)，可以采用這種方法進(jìn)行處理。或是出現(xiàn)單樁的承載能力不能夠滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，此時(shí)就可以利用擴(kuò)大承臺法將承臺進(jìn)行擴(kuò)大并與周邊地基一起承負(fù)荷載。倘若出現(xiàn)樁基的質(zhì)量不均勻，這時(shí)為防止獨(dú)立承臺發(fā)生不均勻沉降，也可以采用擴(kuò)大承臺法將各個(gè)獨(dú)立承臺連接起來，以此加強(qiáng)基礎(chǔ)的抗震性能。

綜上所述，樁基礎(chǔ)作為建筑工程中一種常見的基礎(chǔ)類型，我們必須對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行透徹的了解，并結(jié)合工程施工實(shí)際嚴(yán)格把好勘察、設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場施工等每一個(gè)步驟，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通知各個(gè)部門并作出最為合理的處理方案，消除各種質(zhì)量隱患，確保整個(gè)工程的各項(xiàng)指標(biāo)都滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孔令杰.樁基礎(chǔ)工程在建筑中的應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，（4）.