本站原创[摘 要]随着经济发展,城市中各类高层建筑拔地而起,作为高层的基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例.而高层基础往往采用桩基础.
[关 键 词]建筑基础桩基锚杆静压桩
1.引言
随着现阶段建筑行业的飞速发展,我国高层建筑物越来越多,为了保证建筑物的稳定性,基础工程设计与施工倍受重视,因此基础工程技术也得到了日新月异的发展.基础工程造价占整个工程造价的比重较大,当遇到地质条件或施工条件制约时,则须投入较多资金进行地基处理,因此基础工程造价更高.合理的基础选型设计,既能在技术上合理,又能在安全上有保证,同时在经济上也可取得良好的效益.
2.桩基础设计方法
2.1刚性桩基设计
传统刚性桩基是高层建筑基础工程常用设计方法.设计中根据建筑物的具体结构情况、工程地质情况以及施工外部条件,确定桩的类型和参数.首先应确定承台埋深和尺寸,然后确定桩基的类型、数量及平面布置,最后验算桩基中各桩所受的荷载是否超过单桩承载力特征值,必要时应验算群桩基础的地基强度和沉降量,后进行承台设计.
桩的数量按承台传递的竖向荷载和单桩承载力特征值确定,桩间距一般取3～4倍桩径.现行设计方法是假设承台底面以上的荷载完全通过群桩传递给地基持力层,不考虑桩间土分担荷载.按轴心受压桩数量n应满足：
n≥(N+G)/Pa（式中：N―作用在承台上的竖向荷载；G―承台自重及承台上土重量；Pa―单桩轴向承载力特征值）.
2.2减沉桩基设计
减沉桩的定义是地基承载力满足设计要求,但沉降量过大,而设置较少量的桩以减少地基沉降,称之为减沉桩.减沉是通过减少地基土中荷载来实现的,由于减沉桩设置的数量相对少,减沉后地基的沉降量仍比单桩达极限荷载时的沉降量要大,最终沉降量甚至可达160mm以上,而一般单桩达极限时对应的沉降量仅为数毫米,最大也不可能超过30mm.所以减沉桩一般都会达到极限荷载.因此,地基荷载值为：
△f等于(foA-2nPu/3)/A等于fo-2Pu/3a(式中：△f―设n根减沉桩后地基上承受的荷载值；fo―地基承载力设计值；Pu―单根减沉桩设计荷载值；n―减沉桩数量；A―承台面积；a―每根减沉桩对应的承台面积,为平均桩间距的平方）.
通过公式可以得出,减沉桩的设计密度大小直接影响地基沉降量.减沉桩的间距大密度小,地基承受的荷载值大,所以地基沉降量大；减沉桩的间距小密度大,地基承受的荷载值小,所以地基沉降量小.
2.3软土地基处理
软土地基是建筑工程中常见的一种不良地基.由于软土具有强度低、压缩性大、透水性差等特点,因此在软土地基上修建建筑物,必须重视地基基础的变形和稳定问题.在软土地基上修建建筑物必须采取措施对地基进行处理,否则往往会出现地基强度不足和变形沉降而不能满足设计要求.地基处理的目的是要提高软土地基的强度、降低软土的压缩性、保证地基的稳定性,以减少基础沉降或不均匀沉降.现行建筑地基处理方法有超载预压法、减少附加应力法、水泥深层搅拌等方法.当软土地基厚度较大时,可采用各类型钢筋混凝土深桩基础处理方法.当软土地基含水量和孔隙比较大时,可采用挤密砂桩、石灰桩、化学灌浆或堆载预压等处理方法.每种处理方法都有一定的针对性,地基处理方法选择合理与否将直接影响到建筑物施工的安全、效益和技术可行性.
2.桩基础设计与施工中经常发生的问题
（1）桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高.这里可能存在两种情况,其一是地质报告有误,桩实际承载力大于计算值,必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力.其二则可能由于土层本身原因,譬如说饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基根本无法压入,这就需要我们从施工措施上去解决.首先是必须制定合理的施工顺序,譬如说跳打,使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩；其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械,要避免抬机等现象出现；另外可以采取引孔,设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力.当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内,且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响.
（2）沉降计算.建筑物对沉降差和沉降反应比较敏感,因此规范GB50007对沉降计算进行了严格的界定,但由于沉降计算方法和土工参数的准确测定目前还不完善,因此设计中不可避免的存在不少问题如：摩擦型桩未进行沉降计算违反了规范GB50007；高层基础与裙楼基础未设置沉降缝,未采取有效措施减少差异沉降及影响,违反了JGJ3规定；等等.
（3）施工质量难以得到保证.质量保证措施有：①教育职工牢固树立“百年大计,质量第一”的观念,严格按照各项施工规范和操作规程作业.②各施工操作人员进行上岗教育,技术交底,坚持持证上岗,严禁无证上岗.③每天施工前对要施工的桩位进行仔细放样和复核,纠正因土体受挤和人为影响的桩位偏差,每三天对场区控制点进行一次复测、校正.④桩基施工时桩距偏差允许值在200以内,标高允许偏差范围在（＋100,－50）以内.⑤及时办好各项手续,做到职责分明.⑥施工各类资料（如工程文件、施工记录、隐蔽工程验收、成果图等）的收集做到完整、准确、及时、整洁.⑦打桩结束后,及时整理好齐全,符合要求的打桩各种资料,提请总包审核.
（4）桩间距.为了避免挤土效应对成桩质量的影响,设计中应控制桩间距在允许范围之内.设计中存在的问题如：某工程项目大部分预应力管桩桩距不满足DB32/112,尤其02栋B-D/2-5轴间桩距过小,考虑到施工的实际情况,采用跳打方式不是解决问题的最佳途径,首先应考虑调整布桩.某工程有部分桩间距不能满足JGJ94；某工程01栋与05栋间二排桩之间桩间距不足；某项目采用的“A”型压桩,根据97G3611图集说明,应用“B”型,相邻挖孔桩扩大头净距小于1m,违反GB50007等.
（5）关于桩基竖向偏差的控制和处理：桩基施工中对桩的偏差必须严格控制,特别是对于承台桩及条形桩,桩位的偏差都将产生很大的附加内力,而使基础设计处于不安全状态.根据规范我们控制桩顶标高的允许偏差为-50+100mm,但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失.当桩顶标高高于设计标高,则需要劈桩,特别对于预应力管桩等空心桩来说,桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济；而当桩顶标高低于设计标高时,又需要补桩头,这既影响工期又浪费金钱.这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高,尽可能地使工程桩标高同设计一致,特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量,否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高.而我们设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑,建议针对目前的施工质量,设计中可以考虑2mm左右的偏差容许,这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩,这在实践工程中具有相当的可操作性,避免了大量不必要的工作.
3.结语
大量工程实践表明,基础工程设计与施工是建筑工程当中的重中之重.桩基工程为隐蔽工程,影响施工质量的因素很多,同时桩基工程的造价通常在整个工程造价中占有相当大的比例,特别是在地质条件复杂时更是如此,直接影响项目的投资状况,所以因地制宜,做好基础工程的设计和施工方案,对整个建筑工程的安全、质量、进度、效益将产生积极的影响.
参 考文献
[1]郑俊杰,彭小荣.桩同作用设计理论研究[J],岩土力学.201024(3)：242～245
[2]董建国,赵锡宏.高层建筑地基基础一共同作用理论与实际[M].上海：同济大学出版社,2009
[3]罗安成.综述高层建筑桩基基础施工实例分析[J],城市建设.2011（2）：278～279