建筑樁基礎沉降的原因及預控措施分析

李增亮 唐奪 師潤坎

遼寧省第四地質大隊有限責任公司 遼寧阜新 123000

1 樁基沉降發生的原因

1.1 施工區域地質因素

地質因素方面，土體與樁基下部結構相互作用，土體的硬度對樁基有著直接影響。土體硬度越大，土體空間的壓縮變形就越小，發生樁基沉降的可能性就越?。环粗?，土體硬度越小，土體空間的壓縮變形就越大，發生樁基沉降的可能性就越大[1]。

1.2 工程設計不嚴謹

樁基沉降的出現率比較大，在進行橋梁工程設計時，部分設計人員因循守舊，易沉降部分采用搭板設計，但受軟土層的影響，搭板設計又達不到提高結構整體穩固性的目的，其在承受較大荷載時容易產生裂縫，加重樁基負荷，增加沉降發生率。為了分散橋梁墩柱的承受力，有些設計人員會采用承臺設計，但是現行橋梁設計規范并沒有對承臺有具體要求。設計人員缺乏參照標準，依據自身的工作經驗進行設計，容易使設計方案與工程實際產生出入。

1.3 樁基類型選擇

實踐表明，樁基類型的選擇與樁基沉降表現形式相關，樁基形式不同，樁基沉降程度不同。比如，鉆孔樁與打孔樁對樁基礎沉降情況的影響明顯不同。在同樣承受較大的荷載時，鉆孔樁基礎沉降表現形式為地基土體壓縮變形，打孔樁基礎沉降表現形式為樁間土體壓縮變形。

2 防止樁基發生沉降的措施

2.1 選擇正確的樁型及布局

在樁基設計中，首先要考慮樁基類型及長度，根據施工現場環境因素的優勢與劣勢，對施工工藝、工期、樁基構成進行科學設計，并選擇合理的樁基長度和類型。在樁基設計中，使用較多的樁基類型有預制柱、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注柱等，鉆孔灌注樁是公路橋梁工程中較為常用的樁基類型。具體采用哪種類型，要根據施工現場、施工環境及橋梁結構構造、上下部負荷能力進行合理選擇。在樁基布局上，若選用單樁就能滿足工程需要，則要在樁基設計中合理使用單樁沉降分析計算法。單樁沉降分析計算法常用的有四種：荷載傳遞分析法、剪切變形傳遞法、彈性理論法、單項壓縮分層總和法。荷載傳遞分析法是根據規定的荷載變形傳遞方式來計算樁對荷載的反應。剪切變形法的原理是假設樁間和樁側土體都沒變化，不考慮其他阻力因素影響，如果單樁發生沉降，土體會隨沉降發生位置下移，出現剪切現象，受剪切應力傳遞作用影響，相應剪切力變小。因此，單樁基設計可以利用剪切力計算樁徑，剪切變形法設計的單樁樁徑數值能夠有效預防樁基沉降。彈性理論法則根據單樁受到的豎向作用力與樁土之間發生作用產生的位移關系，計算出樁體與土的共同作用。單向壓縮分層總和法是依據各土層的參數計算出各層土的沉降量，然后計算各土層沉降量總和，得出沉降量。若工程樁基需要群樁基礎，則在應對樁基沉降時還需要考慮眾多影響因素。群樁基礎承載力不是簡單的單樁承載力相加，群樁沉降設計計算主要運用的方法有實體深基礎法、分層總和法。實體深基礎法的計算原理是利用擴展計算方法，計算群樁承載力，根據群樁承載力計算群樁沉降值，為保證計算的精確性，還需要考慮土體存在的壓縮變形情況及每個單樁樁基剪切應力的影響。分層總和法指的是先分層計算各土層沉降量，然后根據單值計算沉降量總和。各層沉降量的計算參照的是各土層的壓縮性系數。但是，在計算中要充分考慮影響地基沉降的因素，分層總和法計算出的是地基的最終沉降量，根據分層總和法計算的準確數值對群樁進行設計，預防樁基發生沉降現象[2]。

2.2 優化樁基布局

一個科學、合理的樁基布局能夠有效緩解樁基沉降，樁基能否均勻布局取決于對樁柱荷載范圍、橋梁總體長度、樁基數量的準確計算。三個環節緊緊相連，每個環節的精確度都直接影響下一個環節的計算，只有三個環節都準確無誤，才能確保樁基布局準確，進而有效確保樁基沉降問題得以解決。但是，受地質環境的影響，在樁基難以保證均勻布置的情況下，人們需要根據施工現場實際情況，通過其他附加結構彌補不足，減少樁基沉降。

2.3 合理編制樁基施工方案

為了保證樁基全面實施，合理推進，則需要根據現場情況相關的數據，做好計劃編制工作，以此為施工提供良好的參照。樁基施工方案要保證合理，編制科學，根據詳細的數據，保證樁基施工技術的全面實施與應用。樁基施工方案的制定需要嚴密，通過對施工現場勘查，提取相關數據參數，并對數據進行分析，擬定樁基施工方案，同時，要以現場為基礎，提出技術方案、設備方案等，為各流程操作提供良好的指導。

3 結語

施工技術人員可以根據高層建筑地質環境特點，綜合考慮豎向承載力、水平向承載力、整體性、剛度等因素，結合實際施工經驗，選擇恰當的樁基形式，以便所選樁基形式符合既定地質條件下建筑上部結構穩定性要求，為高層建筑施工質量提供保障[3-5]。