巖土工程中的樁基礎(chǔ)工程設(shè)計研究

馬文秀

（中勘冶金勘察設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，河北 保定 071069）

提高巖土工程樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，維護(hù)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，必須做好前期準(zhǔn)備工作，設(shè)計最佳施工方案，準(zhǔn)確把握設(shè)計要點，科學(xué)開挖深基坑，做好樁基支護(hù)工作，著重優(yōu)化樁基礎(chǔ)施工技術(shù)工藝，全方位加固樁基結(jié)構(gòu)以維護(hù)樁身的安全性能。

1 做好施工前期準(zhǔn)備工作

在正式開展巖土工程樁基礎(chǔ)施工前，需要落實相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，避免給巖土工程施工建設(shè)及應(yīng)用中埋下隱患。在此期間，需要做好三方面的工作：①重視對施工區(qū)域周圍環(huán)境的全面勘察，了解基層設(shè)施、管道及管線預(yù)留位置等，并進(jìn)行及時記錄，從而為深基坑施工作業(yè)的高效開展提供專業(yè)支持；②加強水文地質(zhì)勘察，了解深基坑所在區(qū)域的水位變化及補給狀況，滿足施工計劃安全實施要求；③做好施工區(qū)域的巖土勘察工作，設(shè)立好一定數(shù)量的勘察點，并將切實有效的檢測工作落實到位，確保巖土工程樁基施工狀況良好性。其次，在設(shè)計樁基礎(chǔ)施工方案的過程中，應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境和巖土結(jié)構(gòu)，設(shè)計最合理的樁型，準(zhǔn)確計算樁截面與長度，盡量避免給樁基礎(chǔ)使用功能造成負(fù)面影響。在具體設(shè)計工作中，必須謹(jǐn)遵巖土工程施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求與樁基礎(chǔ)的作用，堅持實用性與經(jīng)濟(jì)性原則，合理規(guī)劃圓形、矩形或者多邊形樁。與此同時，要準(zhǔn)確把握三方面的設(shè)計要點：①結(jié)合同一類設(shè)計資料和專業(yè)設(shè)計理論知識，依據(jù)施工區(qū)域狀況，準(zhǔn)確定位單樁的承載力，以此加強樁基礎(chǔ)在巖土工程施工建設(shè)中的承載能力；②初步完成樁基礎(chǔ)施工設(shè)計作業(yè)后，應(yīng)核對好樁的數(shù)量及其所在位置，做好數(shù)量編號工作。與此同時，應(yīng)充分利用信息技術(shù)精確計算復(fù)合樁的承載力，采用三維空間來驗算分析樁頂?shù)淖饔眯?yīng)；③設(shè)計師應(yīng)科學(xué)設(shè)計灌注樁和預(yù)制樁，結(jié)合施工成本、施工現(xiàn)場環(huán)境和施工標(biāo)準(zhǔn)要求選用合適的類型。

2 做好樁基礎(chǔ)布置工作

在巖土工程樁基礎(chǔ)施工設(shè)計作業(yè)中，必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求做好樁基礎(chǔ)布置工作。一般情況下，須采取一柱一樁的模式來設(shè)計樁基礎(chǔ)，對于變形縫處理工作，應(yīng)將其設(shè)置于樁結(jié)構(gòu)最佳位置，必要時需采用兩柱合用一樁的設(shè)計方法，需要注意的是，在采用這種方法時應(yīng)力保上面柱子的合力作用點和樁基的中心位置一致。同時，要確保巖土層非擠密樁的樁間距不小于0.5m。在設(shè)計群樁時，應(yīng)做好三角樁、矩形樁與梅花樁的布局工作，在布局過程中，要力保中心能重合于上部結(jié)構(gòu)力的作用點。其次，要借助模型來衡量群樁所受彎矩較大的方向與其所彎曲的截面是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。在為單列樁設(shè)計條形承臺時，如果該樁沒有橫向分支，就要合理計算其長度以及與之相關(guān)的連系梁。對于剪力墻和柱子等位置，應(yīng)設(shè)計好橢圓樁基礎(chǔ)。在地下室混凝土區(qū)域應(yīng)注意確保樁頂與擋土墻所垂直的連接梁方向保持一致。此外，確保巖土工程樁基施工設(shè)計質(zhì)量，必須著重優(yōu)化基坑開挖施工技術(shù)，準(zhǔn)確把握施工設(shè)計要點，從測量放線、切線分層開挖、修坡、土層預(yù)留等方面入手，加強機(jī)械開挖施工技術(shù)使用，并通過對坑底寬度檢查及是否到達(dá)設(shè)計標(biāo)高方面的思考，完成基坑開挖施工作業(yè)。其次，應(yīng)注重分層臺階式放坡開挖方式的科學(xué)使用，增強基坑開挖施工安全性。建筑企業(yè)施工技術(shù)人員在實踐中也需要加強基坑開挖深度控制，對開挖坡度是否合理加以思考，并在人工開挖與修坡方式的配合作用下，高效率、高質(zhì)量地完成好深基坑開挖施工計劃。再次，應(yīng)充分考慮鄰近建筑物的實際情況，控制好其與深基坑開挖施工區(qū)域的距離及坡度，并對坑底是否存在裂隙、暗溝等進(jìn)行充分考慮，從而提高深基坑開挖施工質(zhì)量。同時，應(yīng)減少開挖后深基坑的暴露時間，避免對坑底產(chǎn)生擾動作用，給予深基坑高效施工更多的技術(shù)支持，為后續(xù)施工作業(yè)開展創(chuàng)造有利的條件。此外，應(yīng)注意規(guī)范土方開挖施工技術(shù)。通常，在土方開挖中，必要時刻適宜采用盆式開挖方式。通常，第一步土方開挖的深度相對較小，為1.45m，當(dāng)?shù)谝坏纼?nèi)支撐體系中的混凝土強度高于80%，就可以進(jìn)行第二步土方開挖。第三步土方開挖繼續(xù)運用盆式開挖技術(shù)，開挖深度通常是5.80m，依然要分兩次開挖。

3 加大樁基支護(hù)力度

在巖土工程樁基施工設(shè)計作業(yè)中，加大支護(hù)力度必不可缺。從整體結(jié)構(gòu)來看，當(dāng)前常用支護(hù)技術(shù)有三種：①深層攪拌樁支護(hù)施工技術(shù)。如果施工區(qū)域的土質(zhì)為軟弱粘性土且砂粒含量高，則需要對深層攪拌樁支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行深入思考。在其實際作用發(fā)揮過程中，需要實施好這些作業(yè)流程：放好攪拌樁樁位后，將攪拌樁機(jī)移動到指定樁位，然后實施對中和調(diào)平；借助經(jīng)緯儀或者吊線錘予以雙向控制，保持導(dǎo)向架垂直度。按設(shè)計及規(guī)范要求，垂直度小于1.0%樁長；預(yù)先拌制好適量的漿液；攪拌下沉、噴膠攪拌提升等。樁基支護(hù)施工中通過對深層攪拌樁科學(xué)使用方面的思考，有利于增強軟土地基處理效果，滿足粉土、淤泥質(zhì)土等土質(zhì)高效處理要求，為支護(hù)體系在深基坑施工中的構(gòu)建及應(yīng)用效果增強提供專業(yè)保障；②連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。在巖土工程樁基施工作業(yè)中，連續(xù)墻均屬于地下連續(xù)墻，主要是借助槽機(jī)械沿著樁基開挖的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁的條件下，開挖一條狹長的深槽。在開挖連續(xù)墻的同時，必須注重加強樁基圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)管理工作，確保鉆機(jī)能夠準(zhǔn)確就位。在開展鉆孔灌注樁施工之前，應(yīng)該先準(zhǔn)確實施樁位測量與放樣工作。同時，要注意保持鉆機(jī)的穩(wěn)固性和水平標(biāo)準(zhǔn)。初步完成鉆機(jī)安裝作業(yè)后，需要借助測錘和水平尺實施校驗。其次，應(yīng)注意科學(xué)埋置護(hù)筒，確保埋入深度在1m 以上，然后，要用黏土進(jìn)行回填與夯實加固，避免地表水深入；③灌注樁排樁支護(hù)施工技術(shù)。結(jié)合巖土工程樁基支護(hù)施工狀況及施工建設(shè)要求等，重視柱列式灌注樁排樁支護(hù)技術(shù)的引入及作用發(fā)揮，可在疏排及密排這兩種設(shè)計方案的指導(dǎo)下，增強支護(hù)方案應(yīng)用效果，并通過對高壓注漿方式使用方面的思考，提高樁基支護(hù)施工水平及增強巖土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能可靠性等科學(xué)保障，更好地體現(xiàn)出支護(hù)施工技術(shù)的潛在應(yīng)用價值。最后，需要對柱列式灌注樁排樁支護(hù)過程進(jìn)行嚴(yán)格管控，處理好其中的細(xì)節(jié)問題，從而增強深基坑施工安全性，保持其支護(hù)施工方面良好的技術(shù)含量，最終達(dá)到其施工作業(yè)高效完成及房屋建設(shè)事業(yè)發(fā)展速度加快的目的。

4 優(yōu)化樁基礎(chǔ)施工技術(shù)工藝

從整體結(jié)構(gòu)來看，常用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)有五種，分別是樁基礎(chǔ)預(yù)制技術(shù)、振動沉樁技術(shù)、鉆孔灌注樁施工技術(shù)、靜力樁施工技術(shù)和人工挖孔樁技術(shù)。其中，樁基礎(chǔ)預(yù)制技術(shù)在澆筑過程中需要從頂部開始，這樣方能確保施工質(zhì)量。振動沉樁技術(shù)在施工過程中需要為樁基底部安置振動設(shè)備，然后通過啟動該設(shè)備進(jìn)行振動沉樁。不可忽視的是，該技術(shù)有一大缺點，即在施工中會產(chǎn)生較大的噪聲，嚴(yán)重影響周圍居民的正常休息。因此，在施工期間應(yīng)注意安置消音設(shè)備，科學(xué)調(diào)整施工實際，避免在居民休息期間施工。鉆孔灌注樁施工技術(shù)有三大優(yōu)點，加固作用良好，施工成本低廉，噪聲較小。在施工該技術(shù)施工的過程中，施工技術(shù)人員應(yīng)兼顧土質(zhì)特征，針對實際情況選用適宜的鉆孔方法。靜力樁施工技術(shù)應(yīng)用效果極為良好，在施工過程中，須充分借助靜力壓樁設(shè)備來進(jìn)一步加強樁架設(shè)備和預(yù)制裝備的組合作用，使樁架能做好土層壓樁作業(yè)。人工挖孔樁技術(shù)能夠減輕施工技術(shù)人員的工作量，提高施工效率，降低誤差。需要注意的是，在運用該技術(shù)施工過程匯總，應(yīng)控制好挖孔深度。

5 維護(hù)樁身結(jié)構(gòu)的完整性

維護(hù)巖土工程樁身結(jié)構(gòu)的完整性必須著重加強樁身混凝土結(jié)構(gòu)的密實度，科學(xué)灌注樁，在施工過程中，應(yīng)精選整體質(zhì)量與綜合性能良好的混凝土原料，這樣在后期施工中更便于控制，從而能有效保證樁身混凝土結(jié)構(gòu)的強度、彈性和荷載能力。樁身混凝土加固技術(shù)方法有兩種，即直接加固法和間接加固法。前者包括加大混凝土截面、粘結(jié)鋼板、黏貼纖維增強塑料等。加大混凝土截面這種施工方法工藝適應(yīng)性強，施工流程簡便，通過適當(dāng)加大混凝土截面來增強混凝土結(jié)構(gòu)緊密性。粘結(jié)鋼板主要應(yīng)用于靜力樁施工，這種施工技術(shù)方法速度快，不會影響樁身外觀。粘貼纖維增強塑料適用于各種受力性質(zhì)的混凝土，能夠提高樁身結(jié)構(gòu)等級。間接加固方法在使用過程中會采取預(yù)應(yīng)力、增加支撐的方式，其中預(yù)應(yīng)力加固本身的加固效果良好，能夠降低加固構(gòu)件的應(yīng)力，還能夠科學(xué)地調(diào)整樁身混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。

6 結(jié)束語

綜上所述，優(yōu)化巖土工程樁基礎(chǔ)施工設(shè)計管理體系，確保樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，必須做好施工前期準(zhǔn)備工作，根據(jù)地形條件設(shè)計最合理的施工方案。其次，應(yīng)做好樁基礎(chǔ)布置工作，正確采取一柱一樁的模式來設(shè)計樁基礎(chǔ)，注意確保巖土層非擠密樁的樁間距不小于0.5m。在設(shè)計群樁時，應(yīng)做好三角樁、矩形樁與梅花樁的布局工作。再次，應(yīng)科學(xué)開挖基坑，加強基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)管理工作。另外，應(yīng)全面優(yōu)化樁基礎(chǔ)施工技藝，不斷加固樁基混凝土結(jié)構(gòu)，并著重維護(hù)樁身的完整性。