土木工程樁基礎(chǔ)種類及適用特點(diǎn)分析

陳俊伊+馬廣東+呂榮鑫+孫玉川+陳星亮+包琳

摘 要：改革開(kāi)放到現(xiàn)在，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)已經(jīng)取得了很大的成果，并且隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市用地緊張直接推動(dòng)高層建筑的發(fā)展。高層建筑的造價(jià)往往比是比較高的，其中基礎(chǔ)部分對(duì)于高層建筑的穩(wěn)定性起到了決定性的作用。高層建筑樁基礎(chǔ)種類分為很多個(gè)類型，這就需要我們?cè)趯?shí)際施工過(guò)程中結(jié)合工程的具體要求來(lái)選用，選用合理的方案不僅可以保證投資能夠落到實(shí)處，并且有效節(jié)約造價(jià)，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，并且還要在實(shí)踐中將其不斷完善。本文針對(duì)樁基礎(chǔ)的種類進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并且簡(jiǎn)要分析了其特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：土木工程；樁基礎(chǔ)；種類；特點(diǎn)

對(duì)于一個(gè)建筑工程來(lái)說(shuō)，樁基礎(chǔ)的作用有很多方面，其往往應(yīng)用在上層和下層之間的軟固體部位上。適用于樁基礎(chǔ)的情況有以下幾個(gè)類型。（1）該高層建筑所處區(qū)域的天然地基承載力不足。（2）該地區(qū)地基難以使用加固技術(shù)，或者會(huì)造成較高的經(jīng)濟(jì)成本。（3）地基穩(wěn)固性不足，荷載分布上存在較嚴(yán)重的不均勻，容易造成不均勻沉降。（4）地籍土質(zhì)上存在嚴(yán)重問(wèn)題，例如其類型為也畫(huà)圖是和膨脹土等等。（5）和周邊建筑距離不足，互相之間容易產(chǎn)生影響。所以這樣看來(lái)，裝機(jī)技術(shù)在軟土地基的處理中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是海洋平臺(tái)、重建建筑和橋梁碼頭等工程中使用已經(jīng)非常普遍。

1 人工挖孔樁的適用范圍

（1）高層建筑高度較高，導(dǎo)致其縱向的荷載力很大，或者是該建筑工程對(duì)于不均勻沉降有特殊要求、嚴(yán)格限制傾斜率的建筑。

（2）該廠房有大噸位級(jí)吊車。

（3）該建筑自重較大，如果直接采用其天然基礎(chǔ)就會(huì)造成較大的沉降量，或者該建筑具有較高的重要性，不允許沉降出現(xiàn)。

（4）該建筑具有大面積堆載情況，例如港口和倉(cāng)庫(kù)等等結(jié)構(gòu)，如果直接用柔軟底層作為自己地就非常容易出現(xiàn)變形，導(dǎo)致不均勻沉降情況的出現(xiàn)。

（5）不適合作為基礎(chǔ)持力層，舉例來(lái)說(shuō)，其地表有暗流和神坑，地表的柔弱土層厚度較大等等。

2 預(yù)制樁

2.1 預(yù)制樁的特點(diǎn)

由于這種樁體是提前預(yù)制的，所以非常容易進(jìn)行檢查，這就確定了其質(zhì)量容易得到保證，預(yù)制樁在水下施工的實(shí)用性非常好，其主體結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固的混凝土，所以具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力。這種施工技術(shù)下，施工現(xiàn)場(chǎng)非常機(jī)械化程度高，所以現(xiàn)場(chǎng)易于管理，不會(huì)因?yàn)楣嘧恫僮鞫鴮?dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿遍地的情況，也省去了施工人員挖空成樁的時(shí)間。從另一方面來(lái)看，由于其施工前不需要太長(zhǎng)的準(zhǔn)備，正常來(lái)說(shuō)三到四天即可完成，并且建設(shè)時(shí)間較短，所以是其施工年周期較短。除此之外，預(yù)制樁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)還在于單樁就具有了較高的承載力，即便地質(zhì)條件變化很大，也有較好的適應(yīng)性。正常來(lái)說(shuō)，管樁樁節(jié)的長(zhǎng)度是不一樣的，最短的可能為4米，最長(zhǎng)的可能達(dá)到16米，搭配起來(lái)非常自由靈活，也可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)對(duì)整個(gè)樁的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，避免造成資源的浪費(fèi)。

但預(yù)制樁也存在一定的缺點(diǎn)，預(yù)制樁很難把較堅(jiān)硬的底層穿透，當(dāng)堅(jiān)硬地層下面還有需要穿過(guò)去的相對(duì)來(lái)說(shuō)軟弱一些的土層時(shí)，就需借助其他施工設(shè)施和方法；預(yù)制樁作為擠土樁，在施工時(shí)很容易使周圍地面發(fā)生隆起，有時(shí)還可使已經(jīng)安置好的鄰位樁發(fā)生上浮；預(yù)制樁價(jià)格比灌注樁要高，因?yàn)轭A(yù)制樁是根據(jù)搬用、吊裝及壓入樁應(yīng)力進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以比正常工作載荷要求要大很多，所用到的鋼量也很大，此外在接裝過(guò)程中，還要增加一定費(fèi)用；而由于受到起吊成本能力制約，單節(jié)樁不要選擇太長(zhǎng)的使用，通常一般的就可以了。

2.2 適用條件

如果持力層上面覆有松軟土層，并且中間夾層也比較柔軟的條件下，使用預(yù)制樁會(huì)起到最好的效果。如果該工程需要大面積打樁的話，也推薦使用預(yù)制樁，預(yù)制樁技術(shù)工序簡(jiǎn)便，所以工期較短，有效控制施工時(shí)間，另外打樁數(shù)量較多也可以大大降低其成本。

3 灌注樁

3.1 概念

灌注樁是指在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)成孔，并在現(xiàn)場(chǎng)灌注混凝土?xí)r制成的樁，是用樁機(jī)設(shè)備在施工現(xiàn)場(chǎng)就地成孔或者是采用人工挖孔，在孔內(nèi)放置鋼筋籠，其深度和直徑應(yīng)據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告，由設(shè)計(jì)單位所決定。

3.2 特點(diǎn)

（1）適用于不同土層；（2）樁長(zhǎng)可因地而改變，沒(méi)有接頭。目前鉆孔灌注樁直徑已達(dá)2.0米，有的樁長(zhǎng)達(dá)88米，例如上世紀(jì)80年代修建濟(jì)南黃河斜拉橋鉆孔灌注樁直徑為1.5米，樁長(zhǎng)達(dá)82至88米；（3）在只承受軸向壓力時(shí)，只需配置少量構(gòu)造鋼筋。需配置鋼筋籠時(shí)要按照工作荷載要求布置，節(jié)約鋼材；（4）單樁承載力較大（采用大直徑鉆孔和挖孔灌注樁時(shí)）；（5）一般情況下比預(yù)制樁經(jīng)濟(jì)實(shí)用；（6）樁身質(zhì)量不好控制，易出現(xiàn)斷樁、縮頸、露筋和夾泥現(xiàn)象；（7）樁身直徑較大，孔底沉積物不容易清除干凈（除人工挖孔灌注樁外），因而單樁承載力變化較大；（9）通常不適用水下樁基。但在橋樁（大橋）施工中，有采用鋼圍堰（大型橋梁）中進(jìn)行水鉆灌注樁施工，如南京長(zhǎng)江二橋在進(jìn)行橋樁施工時(shí)，采用大直徑圍堰，然后在圍堰中進(jìn)行水鉆灌注樁施工工藝，保證樁基施工質(zhì)量。

3.3 施工工藝

（1）沉管灌注樁。沉管灌注樁現(xiàn)已廣泛用于多層住宅房建當(dāng)中，有時(shí)采用單打，有時(shí)采用復(fù)打工藝，主要據(jù)土層松軟程度和單樁承載力來(lái)決定。適用于持力層層面起伏較大、且樁身穿越土層主要為高、中壓縮性粘性土；對(duì)于樁群密集，且為高靈敏度軟土?xí)r則不適用。由于該樁型施工質(zhì)量很不穩(wěn)定，所以有時(shí)會(huì)限制使用。

（2）水鉆孔灌注樁。此類樁除了在碎石土、自重濕陷性黃土、礫石層中不適合使用，其余土層基本上都適用。目前對(duì)單樁承載力較大高層建筑、大跨度工業(yè)廠房、大型橋梁等工程中，基本都使用水鉆孔灌注樁。

（3）螺旋鉆孔灌注樁。螺旋鉆孔灌注樁適用于基本無(wú)地下水，且樁長(zhǎng)有一定限制，一般不能穿過(guò)卵石礫石層，這種樁形屬非擠土型干鉆孔樁，不需泥漿護(hù)壁，因此施工工期比水鉆孔灌注樁要短，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)泥漿污染。

4 總結(jié)

在施工那種使用樁基礎(chǔ)，其優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，具有較高的承載力和較小的沉降量，并且沉降比較均勻，但是其中有很多種施工方式可以選用，所以這就需要我們結(jié)合具體的工程需要和地質(zhì)條件來(lái)進(jìn)行選擇。目前隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)有越來(lái)越多的施工技術(shù)在不斷投入使用，并且也將在實(shí)踐中繼續(xù)完善。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工比較復(fù)雜，所以工作人員應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)細(xì)節(jié)，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定合理。在本文將當(dāng)前一些常用的樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，希望可以指導(dǎo)以后的施工工作。

參考文獻(xiàn)

[1]霍南.土木工程樁基礎(chǔ)種類及適用特點(diǎn)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（21）.

[2]周俊.土木工程樁基設(shè)計(jì)方向淺述[J].工程技術(shù)：引文版，2016（12）：00180-00180.

[3]陳庭鵬，徐璐.淺析土木工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)[J].工程技術(shù)：引文版，2016（10）：00179-00179.

[4]周平.土木工程中建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討[J].工程技術(shù)：文摘版：00029-00029.

*作者簡(jiǎn)介：馬廣東（1979，02-），男，碩士，講師，從事建筑工程，工程圖學(xué)研究。