樁基礎設計與施工要點分析

唐可　司敏

摘 要：隨著建筑數量的不斷增多，建筑規模的不斷壯大，樁基礎施工技術在建筑施工中得到廣泛使用，在建筑結構設計中也發揮出了不容小覷的作用。為此，詳細分析了樁基礎設計與施工要點，提升建筑結構中樁基礎設計水平，推動建筑企業的健康發展。

關鍵詞：建筑結構；樁基設計；分析

中圖分類號：U443? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）12-0004-03

0 引言

樁基礎結構作為建筑工程施工的重要組成部分，既有助于提高建筑工程施工整體的穩定性，又能為建筑工程施工提供強有力的技術支持。為此，對樁基礎設計與施工要點進行深入探究十分必要。

1 樁基礎設計要點

1.1 樁型的選取方式

樁基選型是樁基礎設計中的要點內容，也是一項基礎性設計工作。樁基選型的合理性，對基礎安全起到了決定性作用。樁基選型難度很大，需要考慮大量的因素，比如現場的地質條件、建筑物的特征、各類樁的施工難度以及地形等，唯有全面考慮才可以選取出最為合適的樁型。由于選取的基本標準存在差異，因此最終選型也會有很大區別。樁型選取方式有以下4種。

1.1.1 根據荷載類型進行選取

一般荷載主要有豎向荷載、水平荷載等，這些都會直接影響樁的豎向、水平承載力，所以在選取樁型的過程中需要對此進行充分考慮。假如承載過大，就必須對樁徑與樁長進行加大。如果單樁承載力太小，則要增加樁的數量，否則難以將地基的價值有效發揮出來。

1.1.2 根據地質條件進行選取

在工程項目的施工中，經常會遇到各種各樣的地質條件，如黏土地質、淤泥地質、硬土層等，對此需要根據地質條件選擇合適的樁型。

黏土地質比較適合使用沖孔灌注樁。淤泥地質適合使用預制樁，一般不建議選擇灌注樁，因為其成型可靠性較低，樁身質量無法得到保障。對硬土層建議使用灌注樁。

1.1.3 根據施工條件進行選取

在市區進行施工，建議選擇靜壓預制樁。靜壓預制樁不會影響周邊居民的正常生活，施工周期也不長。打入式預制樁通常有預應力管樁、預制方樁兩類，前者具有較高的承載力和比較強的穿透力，經濟性也比較好；后者則具有施工速度快、強度大等優勢，但需要耗費大量鋼材，使用的成本比較高。

1.2 樁型選取對樁間距的影響

樁承載力的大小直接影響著樁間距的大小，為保證樁間距設計的合理性，需要明確樁基的類型，即明確樁基是端承樁還是摩擦樁。假如是摩擦樁就需要適當增加樁間距，因為此類樁型對樁側土體會帶來一定影響。否則樁間距太小，可能會導致樁基承載力降低。端承樁則可以選取比較小的樁間距，因為其承載力源于樁端，對樁側土體影響非常小，因此就不用考慮樁間土可能會出現沉降的情況。

1.3 樁基受力計算

1.3.1 樁基豎向承載力計算

在結構設計過程中，要注意方向承載力計算，分析樁基的承載力和重力。在計算豎向承載力的過程中，應注意樁基的承載力分析，對各環節與樁基進行綜合分析，以滿足目前樁基的設計要求。當設計過程中出現偏心豎向荷載問題時，必須改進現行樁基設計標準，以保證結構的合理性和安全性。對建筑進行全方位的荷載分析，開發靈活分析和控制方法，以確保在發生地震等地質災害時，確保建筑物的穩定。

1.3.2 單樁豎向極限承載力計算

在樁基的各個設計環節，都要注意極限承載力。在設計過程中，要區分樁基設計是甲級還是乙級。為確認單樁靜載試驗及乙級樁基礎設計科學合理，應結合周邊地質條件和工程要求等綜合情況進行相應試驗。必須嚴格控制各個環節，確保檢驗的準確性和充分性。如果樁基為丙級，在決策過程中必須按照現場測量方法進行測試，以便綜合分析確定各個極限端口的阻力及其承載力。

對于大直徑樁，其限端阻力可通過巖基平板載荷試驗確定。對于巖樁，也可通過巖基荷載試驗確定。一般來說，樁的單邊阻力和極限阻力可以使用預測裝置進行測試和確定。在試驗過程中，應建立相關的描述數據曲線的標準體系，以保證根據經驗參數確定單樁豎向極限承載力。

1.4 樁長的設計

在建筑結構樁基礎設計中，樁型與樁長是兩個需要重點考慮的參數，這兩方面參數的合理選擇也是提高設計效果的關鍵。在設計環節中，通常需要綜合考慮力學性能和成本造價兩個方面的因素。

以某住宅項目為例，由于該項目的施工工期較為緊張，因此在設計環節中，建設單位的原方案中要求采用規格為D400的預應力管樁。這類管樁的承載力為850 kN，樁長則設置為16 m。

但在經濟效益分析后，相關單位發現，這種樁基礎設計雖然能夠在力學條件上滿足要求，但其造價高達160元/m?，實用價值受到制約。經過相關單位統一會商研究后決定，在確保樁長不變的情況下，使用預制鋼筋混凝土小方樁取代上述的預應力管樁。該方樁的規格為250 mm×250 mm，其承載力為600 kN。經過理論計算后發現，該方樁的造價僅為50元/m?，力學性能滿足設計要求，綜合性能更為優異。

1.5 樁間距設計

樁間距設計也是樁基礎設計中的重要內容，需要引起設計人員的高度重視。通常情況下，樁與樁的間距是指各個樁基中心點之間的距離。該距離的具體數值大小一般為樁基直徑的3～4倍。若是樁間距過小，后期施工時會增加施工難度。在施工結束后，過小的樁間距也會增加樁基的沉降量。若是間距過大，則會增加樁基下方承臺的建設體積及施工時各種建筑材料的用量，從而增加建筑基礎工程的施工成本。

在確定樁基最小中心距時，應當充分考慮樁基周圍土壤類型及成樁工藝。若是采用非擠土以及部分擠土灌注樁時，樁基總排數在不少于3排，樁基數量不少于9根。整體為摩擦型樁基時，樁與樁之間的最小中心距不得小于3倍樁基直徑，其他情況下樁基中心距不得小于2.5倍樁基直徑。

若是采用擠土灌注樁，且樁基穿越的為非飽和土，則樁基總排數在不少于3排，樁基數量不少于9根。整體為摩擦型樁基時，樁基中心距不得小于3.5倍樁基直徑，其他情況下不得小于3.5倍樁基直徑。

若是穿過的土體為飽和土，則當樁基整體采取上述平面布置形式時，樁基中心距不得小于4倍樁基直徑，其他情況下不得小于3.5倍樁基直徑。若是選擇擠土預制樁，則無論采取任意樁基平面布置形式，樁與樁之間的中心距都不得小于3倍樁基直徑[1]。

2 樁基礎施工要點

2.1 認真籌備前期的工作

在樁基施工前，應進行現場調查，做好技術準備和資源準備，保證施工步驟的順利實施。地質與地形勘查是野外考察的重點，對施工場地周圍的氣象條件和巖層的硬度進行觀測和記錄，檢測周圍水體的峰頂及地下水位的水量與水質。室內照明及周邊環境的污染情況也是實地考察的重點。

在制訂施工方案前，一切細節都要加以考慮，所以要實地考察要覆蓋房子的所有細節。在技術準備上，應事先制定好樁基計劃、施工工藝次序和所需的設備。

2.2 預制樁施工技術

預制樁施工技術在建筑工程樁基礎施工中起到至關重要的作用。若想保證預制樁施工的效果，施工人員必須事先確定打樁的順序，并結合實際施工需求選擇適合的預制樁施工技術。例如，常見的射水沉樁施工技術，適用于沙土層地質條件，能大幅度提高建筑工程樁基礎施工的質量。實際施工中，技術人員還需要提前規劃施工范圍、樁基數量等，做好接樁施工安排，并全面檢查樁體結構的頂部情況。一旦發現頂部損傷的情況，應立即指派專門的工作人員進行修復處理，并做好清理工作。面對預制樁結構變形的問題，應第一時間對其進行處理并開展二次檢查工作，確保所有數據參數達到相應的檢驗標準后，再將其投入施工現場，以免產生不必要的質量問題。

2.3 靜力樁施工技術

靜力樁施工技術是十分常見的樁基礎施工技術。靜力樁施工技術主要可以分成以下5個步驟。

2.3.1 樁機就位

在正式進行施工之前，工作人員應對壓樁機進行質量檢驗，確認無誤后按照施工方案的要求，使壓樁機到達預定位置，并確保樁機夾持鉗口中心（可掛中心線陀）與地面上的樣樁對準。在確認壓樁機位置無誤后，將長步履（長船）落地受力，從而為靜力樁后續施工打下基礎。

2.3.2 起吊、搬運樁體

在壓樁機基本就位以后，將提前準備好的樁體結構吊運到施工位置，在確定樁體本身沒有質量問題的情況下，確保起吊點的準確性和合理性，避免起吊點不合理導致樁體脫落等問題。

2.3.3 穩樁

穩樁是靜力樁施工過程中比較重要的步驟，主要是對吊運到樁位上的管樁結構進行臨時固定。在此過程中應確保樁體位置始終保持不變，利用壓樁機將預制樁插入樁位，調整樁體垂直度使樁體保持豎直。到達預計位置后，對每一條樁的十字樁尖進行焊接，從而確保樁體結構的穩定性。

2.3.4 壓樁

樁體準確無誤地到達樁位以后，應秉持著連續性原則進行施工，同一樁體的壓樁間隔時間不應超過30 min。安排專門的工作人員，負責對樁體入土深度和壓力表讀數等進行記錄，在壓力表顯示異常的情況下，第一時間停止施工。

根據地質資料確認是否存在巖層無法穿過、樁體是否折斷等，在沒有問題的情況下，可適當調整壓樁速度，一般以1～2 m/min為宜。

2.3.5 接樁與送樁

將樁體打入特定深度以后，可以利用焊接技術進行接樁施工。在正式焊接施工前，對兩端接口位置存在的雜質進行處理，待其徹底干燥以后進行后續施工。保證上下樁體垂直對齊，在位置沒有偏差的情況下利用電焊條打底。在此基礎上利用焊條滿焊，控制好焊縫的形狀和位置，避免出現樁體焊接部位變形的問題。

焊接結束3 min左右可以開始加壓，避免焊縫處溫度過高導致的結構變形和脆裂問題。在送樁的過程中，應對送樁桿的中心線位置進行檢查，使之與樁的中心線重合，避免送樁軌跡偏差導致的質量問題[2]。

2.4 鉆孔灌注樁施工技術

由于打樁設備的重力相當大，為了提高與打樁機械直接接觸的地基表面的支撐力，在現場土壤平整時必須鋪上相應厚度的砂土，防止地表不均勻沉降，從而影響引孔施工的垂直。一般情況下，履帶打樁設備的基礎承載力為100～130 kPa。如果地面石塊的鋪設情況不能滿足要求，可以采用加鋪步路上的石板來減輕土體的壓力。

采取鉆孔灌注樁方式時，必須充分考慮到下水道和泥漿溝。若采用的是鉆孔灌注樁的硬地基，要在樁基礎上鋪設泥漿池、溝槽、下水道等。在土位處開挖成樁后，要井然有序地排除泥土，并進行文明施工，從而極大地提高工程效益。在地基沉降施工中，地面平整技術如同預制式打入樁一樣，管道下沉時，需要進行錘擊和振動，所以樁機對地基的承載力也有一定的影響。

3 結束語

樁基是建筑結構中不可或缺的重要組成部分，一旦出現問題，建筑結構也必然會出現各種問題，輕則影響結構穩定性，重則可能導致不均勻沉降、傾斜、塌陷等安全事故。所以，必須要對樁基礎設計及施工要點的研究高度重視。

參考文獻

[1] 何建翰.建筑工程地基基礎及樁基礎施工技術[J].中國建筑金屬結構，2021（12）：91-92.

[2] 楊華寶.建筑結構中樁基礎設計方案探析[J].建材與裝飾， 2019（24）：67-68.

收稿日期：2023-09-05

作者簡介：唐可（1977—），男，湖北武漢人，碩士研究生，一級注冊結構工程師、高級工程師，研究方向：結構工程。