淺談樁基設計中應注意的問題

劉艷兵 張文強 孔令召 張敏 李鳴

1中藍地產發展集團有限公司青島分公司 山東 青島 266000 2濟寧市規劃設計研究院 山東 濟寧 272000 3濟寧九巨龍建筑工程有限公司 山東 濟寧 272000

隨著中國經濟的飛速發展，這為基礎設施建設帶來了前所未有的機會。 在建設基礎設施的過程中，為了保證樁基礎的使用功能和達到合理的基礎設計使用壽命， 樁基工程的設計質量一定程度上決定著基礎工程質量， 因此，樁基礎設計的好壞在整個施工過程中起著至關重要的作用。

1 樁基及分類

樁基是把設置在巖土中的樁和樁頂連接的承臺共同作用組成的基礎或者把柱與樁連接的單樁基礎形式。 樁都埋于土層之中，若承臺底和土相互接觸，這是低樁承臺基礎。 建筑物的樁基一般屬于低承臺樁基礎。 樁基礎主要應用在高層建筑、高速鐵路等項目工程中。樁基作用把建筑荷載自建筑物的上部通樁側圖傳到下部堅硬、可壓縮的土層或巖層，樁基充分利用樁端阻力與樁側土摩擦力來抵抗豎向荷載的作用或者抗拔力的作用，同時借助樁側土的阻力來抵抗水平荷載。

依據荷載傳遞路徑，通常可以將樁基分成端承樁和摩擦樁。端承樁是指樁基穿過土層，樁端持力層為堅硬的巖土層，建筑物荷載主要由樁端堅硬的土或者巖層承受，樁側阻力相對較小，而摩擦樁是樁端不能到達堅硬的土或者巖層，建筑物上部荷載主要通過樁身和樁側土之間摩擦承受，樁端土或者巖層的受力較小。 混凝土預制樁通常情況下適用中密度、塑性粘土、碎石土或其它的土層。 鉆孔灌注樁主要用于各種土或者巖層，施工過程中注意防止軟土中出現流砂而產生的塌孔，而鉆孔灌注樁適用于沒有地下水或地下水很少的地質條件。

2.樁基設計過程中應注意問題

2.1 樁基礎鋼筋設計

樁身箍筋應為螺旋箍筋，鋼筋直徑不應小于6mm，間距宜為200～300mm，當樁基承受水平荷載較大時、承受水平地震作用的樁基同時考慮主筋作用的計算樁身承受壓力時，箍筋應在樁頂以下5 d范圍內全高加密，并且箍筋的間距不應大于100mm； 當箍筋受力時，應按現行《混凝土結構設計規范》 GB50010的相關規定布置箍筋。樁身混凝土的保護層厚度應符合下面要求：

1 樁身混凝土的強度等級應大于C25，混凝土預制樁樁尖混凝土強度大于C30；

2混凝土灌注樁主筋的保護層厚度不小于35mm，位于地下水位以下的混凝土灌注樁鋼筋主筋的保護層厚度不得小于50 mm;

3四類、五類環境中樁身混凝土保護層厚度應符合相關規范及圖集的規定。

2.2 樁基礎承臺構造

樁基礎承臺構造措施，除應滿足彎剪，還得符合抗沖切，同時符合以下要求：

柱下承臺最小寬度應大于于500毫米，自側樁中心到最外緣距離不應小于樁直徑d、邊長b，自樁外緣到承臺最外緣距離不應小于150mm。 對于墻下帶帽梁，樁的外緣與帽梁外緣之間的距離不得小于75毫米。

高層建筑分為平板式、梁板式承臺，承臺厚度不得小于400mm，多層房屋建筑墻下布置樁箱形承臺的最小厚度為200mm。

2.3 樁與承臺連接構造

1樁頂伸入承臺長度對中等直徑樁不宜小于50mm，而對大直徑樁不宜小于100mm.若樁伸入承臺的長度較大，這會減小承臺有效高度h0， 樁受力不利。

混凝土樁頂主筋伸入承臺內并滿足錨固長度，錨固長度不得小于35d，d為主筋直徑。抗拔樁樁頂縱向鋼筋主筋的錨固長度應符合《混凝土結構設計規范》規定及構造措施。

大直徑灌注樁，采用一柱連接一樁情況下，有兩種連接方式，一種是設置承臺， 將樁基礎和柱子通過承臺進行連接；二種是樁、柱子直接連接。

2.4 樁基負摩擦阻問題

負摩阻力為樁側土的自重固結、濕陷性或者地上荷載作用產生的大于基樁沉降而造成的對樁側向下的摩阻力。樁基設計過程中應分析負摩阻的作用。在填土的建筑場地施工過程中，應該先進行回填土并進行壓實。在軟土場地進行回填土施工之前應該采用預設的塑料排水等相關措施，直到填土地基沉降大體穩定之后才可以進行下一步工序打樁；地面有大量堆載的建筑物打樁時，應采用減小地面沉降對建筑物樁基影響的工程措施；對于擠土樁的施工，施工工藝采用消減超孔隙水壓力，進而控制沉樁速率等措施，對于中性點以上的樁身可以采用對樁側表面進行相關處理，用以減少負摩阻力的作用。

在樁基計算時，樁基礎不僅按豎向荷載布置，還應進行相關驗算，以驗算樁底彎矩作用下的反力。 特別是大跨度、剪力墻、核心筒對基礎承載力的彎矩影響較大的情況。 有必要對高水位地下室、短肢剪力墻、大跨度結構等較大彎矩承臺樁基是否存在上拔力進行復核，增加樁間距，即增加反力臂，避免出現上拔樁。

2.5 抗拔樁設計問題

高水位的地下室、大跨度結構、高寬比較大的高層房屋建筑，門剛輕型房屋的剛接柱腳，有可能會是抗拔樁的受力狀態，在基礎設計工程中按抗拔樁進行計算和復核。在抗拔樁進行設計中，樁身配筋尚應進行裂縫寬度的驗算。

2.6 承臺土處理問題

無地下室的高層房屋建筑，其水平荷載主要依靠基礎埋深范圍內的土承受，承臺高度的雜填土或者素填土應分批進行壓實，并采取相關的措施保證承臺之間和承臺底以下1.0 m范圍內土層是非液化土。

3 結束語

樁基礎設計對基礎的施工質量和使用壽命在一定程度上起著重要的作用，因此樁基礎設計過程中必須結合當地工程地質情況以所受荷載進行計算，綜合考慮各種施工工藝。在保證滿足結構安全的前提下，節約工程造價。