關(guān)于土木工程樁基設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

蘇鵬程 牛子煜 李輝輝

摘要：近些年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)得到了蓬勃的繁榮，在建筑工程中，經(jīng)常會(huì)用到樁基，可以說(shuō)樁基的設(shè)計(jì)是土木工程建設(shè)中的基礎(chǔ)，亦是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。樁基作為這些高層建筑物的基礎(chǔ)，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，設(shè)計(jì)出合理的樁基尤為重要，它對(duì)于成本的節(jié)約和安全的保障方面有起著很重要的作用。

關(guān)鍵詞：土木工程；樁基；設(shè)計(jì)

1.土木工程樁基的概述

樁基作為這些高層建筑物的基礎(chǔ)，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，設(shè)計(jì)出合理的樁基尤為重要，它對(duì)于成本的節(jié)約和安全的保障方面有起著很重要的作用。樁基設(shè)計(jì)流程：調(diào)查研究，收集設(shè)計(jì)資料選擇樁的類(lèi)型及其幾何尺寸確定單樁承載力確定樁的數(shù)量及平面布置；確定群樁或單樁基礎(chǔ)的承載力樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算承臺(tái)設(shè)計(jì)繪制樁基礎(chǔ)施工圖。

2.土木工程樁基的設(shè)計(jì)考慮因素

2.1工程地質(zhì)情況

現(xiàn)如今，樁基的應(yīng)用在建筑工程工作實(shí)施過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制管理，不僅給樁基的合理運(yùn)用以可靠安全的保證，也使得整體工程項(xiàng)目的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)得到保障。在一般情況下，如果遇到地質(zhì)情況較為惡劣的地區(qū)，無(wú)法有效的保證樁基施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沉降，因此通常不允許進(jìn)行高層建筑的施工。另外，由于高層建筑、超高層建筑等工程項(xiàng)目整體的荷載很大，因此引起樁基發(fā)生局部均勻沉降的幾率也較大，而由于樁基沉降所引起的建筑物的荷載受到影響，甚至?xí)a(chǎn)生傾斜、倒塌等，對(duì)建筑物的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，在樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，就需要對(duì)工程的地質(zhì)情況等因素進(jìn)行綜合的考慮，在樁基施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取有效的手段，盡量減少外部因素對(duì)樁基產(chǎn)生的影響。尤其是在土質(zhì)較為松軟的地區(qū)，更要注重對(duì)樁基穩(wěn)固性和抗震性能的重視，才能夠有效的保證樁基工程的質(zhì)量。

當(dāng)樁基發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題后，若處理不及時(shí)，結(jié)果給工程留下隱患。

2.2樁型、樁長(zhǎng)的設(shè)計(jì)

在樁基設(shè)計(jì)的過(guò)程中，樁長(zhǎng)和樁型的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，合理的樁型設(shè)計(jì)，能夠?yàn)槭┕す?jié)省造價(jià)。如設(shè)計(jì)者可以根據(jù)工程的實(shí)際情況，將樁型設(shè)計(jì)為預(yù)制小方樁，這樣施工的預(yù)算僅為預(yù)應(yīng)力管樁的一半，節(jié)省了大量的造價(jià)，所以說(shuō)，選擇合理的樁型，在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。而對(duì)于樁長(zhǎng)的設(shè)計(jì)同樣是這樣的道理，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要采取多種方案進(jìn)行比較，選取經(jīng)濟(jì)合理的一種方案。

2.3靜載荷試驗(yàn)

根據(jù)規(guī)范要求，在進(jìn)行樁基施工前必須進(jìn)行樁基抗壓靜載實(shí)驗(yàn)。然而在施工過(guò)程中，為了縮短工期，好多單位直接跳過(guò)了這個(gè)環(huán)節(jié)，工程結(jié)束以后再進(jìn)行抗壓載荷實(shí)驗(yàn)，這種做法是不科學(xué)的，在建筑工程樁基設(shè)計(jì)工作中進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)是為了確保樁基設(shè)計(jì)在實(shí)際操作中的運(yùn)用。由于在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)工作時(shí)所受到的影響因素比較多，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)為了考慮這些影響因素而直接運(yùn)用估算數(shù)值在施工中的現(xiàn)象，使得靜荷載試驗(yàn)只是的擺設(shè)，并未起到它應(yīng)有確保設(shè)計(jì)參數(shù)準(zhǔn)確的作用，缺乏合理性以及科學(xué)性。

當(dāng)前，在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常會(huì)受到時(shí)間因素的影響而不得不參考一些其他的因素對(duì)樁基承載力進(jìn)行計(jì)算，比如根據(jù)地質(zhì)情況對(duì)樁基的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣估算出來(lái)的設(shè)計(jì)數(shù)值如果直接運(yùn)用到樁基設(shè)計(jì)和施工中，則必須要在樁基工程完成后進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)，這種操作顯然缺乏科學(xué)性，同時(shí)也取法保證樁基設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確性與科學(xué)性。

另外，如果樁基工程的規(guī)模較大，在進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)時(shí)的難度也會(huì)加大，不利于補(bǔ)樁工作的完成。因此筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)樁基進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)之后再進(jìn)行樁基的設(shè)計(jì)，這樣便能夠保證樁基設(shè)計(jì)的有效性，同時(shí)也為各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展提供了基本的保障，在提高施工單位的經(jīng)濟(jì)效益方面也有著顯著的作用。所以，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)充分重視樁基設(shè)計(jì)中靜荷載試驗(yàn)環(huán)節(jié)，并且通過(guò)有效的靜荷載試驗(yàn)獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，再根據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)方案的確定，這樣能夠在縮短工期的同時(shí)，提高工程的效益。

3. 土木工程樁基應(yīng)用存在問(wèn)題及解決措施

3.1土木工程樁基設(shè)計(jì)與應(yīng)用存在問(wèn)題

3.1.1樁基達(dá)到其極限承載力而無(wú)法壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高

這里可能存在兩種情況，其一是地質(zhì)報(bào)告有誤，樁實(shí)際承載力大于計(jì)算值，必須先做試樁以確定其合理的樁長(zhǎng)及承載力。其二則可能由于土層本身原因，譬如說(shuō)飽和砂土產(chǎn)生的孔隙水壓力使樁基根本無(wú)法壓入，這就需要我們從施工措施上去解決。首先是必須制定合理的施工順序，譬如說(shuō)跳打，使先期施工的樁產(chǎn)生的水壓力消散后再施工下一根樁；其次對(duì)靜力壓樁來(lái)說(shuō)必須選擇有足夠壓樁力的施工機(jī)械，要避免抬機(jī)等現(xiàn)象出現(xiàn)；另外可以采取引孔，設(shè)置排水孔等措施盡量減少空隙水壓力。當(dāng)然壓樁時(shí)必須注意壓樁力應(yīng)控制在樁身極限強(qiáng)度范圍以內(nèi)，且應(yīng)注意壓樁擠土作用對(duì)周邊建筑物的影響。

3.1.2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)。某工程有部分樁間距不能滿足JGJ94-94-2008第3.3.3.1條；某工程01棟與05棟間二排樁之間樁間距不足；某項(xiàng)目采用的“A”型壓樁，根據(jù)97G3611圖集說(shuō)明，應(yīng)用“B”型，相鄰?fù)诳讟稊U(kuò)大頭凈距小于1m，違反《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）第8.5.3.1條

3.1.3關(guān)于樁基豎向偏差的控制和處理

樁基施工中對(duì)樁的偏差必須嚴(yán)格控制，特別是對(duì)于承臺(tái)樁及條形樁，樁位的偏差都將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，而使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)處于不安全狀態(tài)。這就要求施工單位在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，盡可能地使工程樁標(biāo)高同設(shè)計(jì)一致，特別是施工過(guò)程中必須考慮到樁在卸載后的回降量，否則不加考慮則每根樁都將高于設(shè)計(jì)標(biāo)高。而我們?cè)O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)施工誤差亦應(yīng)有所考慮，建議針對(duì)目前的施工質(zhì)量，設(shè)計(jì)中可以考慮2mm左右的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，這在實(shí)踐工程中具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍?，避免了大量不必要的工作?/p>

3.2土木工程樁基應(yīng)用存在問(wèn)題解決措施

3.2.1處理前應(yīng)具備的條件

事故性質(zhì)和范圍清楚；目的要明確，應(yīng)有預(yù)定處理方案。事故處理應(yīng)滿足的基本條件：對(duì)事故處理方案要求安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理；對(duì)未施工部分應(yīng)提出預(yù)防和改進(jìn)措施，防止事故的再次發(fā)生。事故應(yīng)及時(shí)處理，防止留下隱患。

3.2.2樁成孔后，應(yīng)檢查樁孔嵌入持力層深度、巖石強(qiáng)度、沉渣厚度、樁孔垂直度等數(shù)據(jù)必須符合設(shè)計(jì)要求，只要有一項(xiàng)不符合設(shè)計(jì)要求，就應(yīng)及時(shí)分析解決，方能灌注砼、移動(dòng)鉆機(jī)，防止類(lèi)似問(wèn)題產(chǎn)生造成不必要的浪費(fèi)?；鶚堕_(kāi)挖前必須全面檢查成樁記錄和樁的測(cè)試資料，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量上問(wèn)題，必須經(jīng)研究后方能挖土，防止基樁開(kāi)挖后再來(lái)處理造成不必要的麻煩。

3.2.3應(yīng)考慮事故處理對(duì)已完成工程質(zhì)量和后續(xù)工程的質(zhì)量和后續(xù)工程的影響。如在事故處理中采取補(bǔ)樁時(shí)，應(yīng)考慮會(huì)不會(huì)損壞混凝土強(qiáng)度和較低的鄰近樁。

4.結(jié)語(yǔ)

樁基工程是一項(xiàng)很復(fù)雜的工程，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮多方面的因素，做到統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計(jì)的各個(gè)方面的合理有效，樁基是整個(gè)工程的基礎(chǔ)，沒(méi)有一個(gè)好的基礎(chǔ)土木工程的后續(xù)工作沒(méi)有辦法順利進(jìn)行，有的即使完工但是也會(huì)存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，所以針對(duì)這個(gè)想象，對(duì)于樁基的設(shè)計(jì)、排列、施工等又要有嚴(yán)格的技術(shù)控制，在保證安全的同時(shí)，使其經(jīng)濟(jì)效益更明顯。

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