樁基礎設計的幾個相關要點
摘要：隨著社會不斷進步,經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展及建筑技術的日益提高,樁基礎在城市建設中得到廣泛的應用。設計人員要對樁基礎設計選擇一個既安全又經(jīng)濟的設計方案，本文分析了樁基礎設計的幾個相關要點。
關鍵詞：建筑,樁基礎,設計
一、樁和樁基的構造基本要求
1、摩擦型樁的中心距不宜小于樁身直徑的3倍；擴底灌注樁的中心距不宜小于擴底直徑的1.5倍，當擴底直徑大于2m時，樁端凈距不宜小于1m。在確定樁距時尚應考慮施工工藝中擠土等效應對鄰近樁的影響。
2、擴底灌注樁的擴底直徑，不應大于樁身直徑的3倍。
3、樁底進入持力層的深度，根據(jù)地質條件、荷載及施工工藝確定，宜為樁身直徑的1~3倍。在確定樁底進入持力層深度時，尚應考慮特殊土、巖溶以及震陷液化等影響。嵌巖灌注樁周邊嵌入完整和較完整的未風化、微風化、中風化硬質巖體的最小深度，不宜小于0.5m。
4、布置樁位時宜使樁基承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合。
5、預制樁的混凝土強度等級不應低于C30；灌注樁不應低于C20；預應力樁不應低于C40。
6、樁的主筋應經(jīng)計算確。定打入式預制樁的最小配筋率不宜小于0.8%；靜壓預制樁的最小配筋率不宜小于0.6%；灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%（小直徑樁取大值）。
7、配筋長度：①受水平荷載和彎矩較大的樁，配筋長度應通過計算確定。②樁基承臺下存在淤泥、淤泥質土或液化土層時，配筋長度應穿過淤泥淤、泥質土層或液化土層。③坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區(qū)的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁應通長配筋。④樁徑大于600mm的鉆孔灌注樁，構造鋼精的長度不宜小于樁長的2/3。
8、樁頂嵌入承臺內(nèi)的長度不宜小于50mm。主筋伸入承臺內(nèi)的錨固長度不宜小于鋼筋直徑（Ⅰ級鋼）的30倍和鋼筋直徑（Ⅱ級鋼和Ⅲ級鋼）的35倍。對于大直徑灌注樁，當采用一柱一樁時，可設置承臺或將樁和柱直接連接。樁和柱的連接可按本規(guī)范第4.2.6條高杯口基礎的要求選擇截面尺寸和配筋，柱縱筋插入樁身的長度應滿足錨固長度的要求。
9、在承臺及地下室周圍的回填中，應滿足填土密實性的要求。
二、設計中靜載荷試驗
目前的樁基礎設計過程，往往受到時間的約束首先根據(jù)地質報告提供的參數(shù)確定單樁承載力設計值，根據(jù)這個估算的單樁承載力直接進行樁基礎設計并施工，等工程樁施工結束后再挑選試樁進行靜載荷試驗。這個過程具有相當?shù)牟豢茖W性，結果符合估算要求，則皆大歡喜，否則因工程已施工完畢補樁也會很困難，且有時因地質報告有出入會給施工中帶來相當?shù)牟槐�。這里主要有兩個問題，下面舉例來說明。一是根據(jù)地質報告提供的樁周土摩擦力標準值及樁端土承載力標準值由規(guī)范JGJ94-2008計算的場區(qū)單樁承載力標準值，這是一個經(jīng)驗數(shù)值，不宜直接采用。近幾年來筆者通過各類樁基礎中試樁及工程樁的檢測，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)樁的實際承載力均大于計算值，有些相差幅度較大，因此按試樁獲得的實際承載力將會比按勘察報告估算的承載力來布置基礎將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。其二是當場地不均勻或地質報告數(shù)值有偏差的情況下，不進行試樁而直接按地質報告進行工程樁施工將給施工帶來巨大的困難且造成不必要的浪費。由上可見，樁基礎設計過程中靜載荷試驗是一個十分重要的環(huán)節(jié)。因為次項工作質量直接影響到樁基形式、樁規(guī)格和樁入土深度的確定，同時也對施工難易有密切影響。通過科學試驗，取得準確數(shù)據(jù)，能使設計方案更加合理、可行和經(jīng)濟，遠遠超過縮短工期所獲得的效益。
三、設計中樁型、樁長設計
樁基礎設計中對樁型及樁長的合理選擇均會對基礎設計產(chǎn)生重大的影響，合理的樁型、樁長選擇將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。筆者在住宅設計中，開始由于考慮時間原因（有現(xiàn)成的D400預應力管樁），甲方要求采用D400的預應力管樁，根據(jù)地質報告采用樁長L=16m，單樁承載力極限標準值為850kN，預算基礎部分造價約為160元/m2，在整個住宅造價中占了相當大的比例。在其后的設計中，筆者樁長不變，結合當?shù)氐脑O計經(jīng)驗，將樁型改為250x250的預制鋼筋混凝土小方樁，單樁承載力極限標準值約為600kN.預制小方樁在當?shù)氐氖┕r才約50元/m，而預應力管樁的單價約為100元/m.采用小方樁后預算造價約為90元/m2，綜合經(jīng)濟價值明顯�？梢娺x擇合理的樁型，將對工程的造價產(chǎn)生巨大影響。同樣樁基設計中對樁長的選擇也至關重要，在某一高層住宅樁筏基礎設計中，根據(jù)勘察報告采用D500預應力管樁，可選樁長有：樁長25m，單樁承載力特征值Ra=900kN；樁長34m，單樁承載力特征值Ra=1300kN.采用25m樁，約需要樁數(shù)290根；而采用34m樁，則需要工程樁200根。從樁本身而言，兩種方案總的工程樁延米數(shù)量相當，但我們分析一下由此而相對應的筏板設計，采用25m樁為滿樘布樁，所需筏板厚約為1200mm，而采用34m樁為墻下布樁，筏板厚可減至900mm，經(jīng)濟效益明顯。因此，我們設計人員在樁基礎設計中一定要采用多方案比較，選擇合理的樁型與樁長，這都將對整個基礎設計的合理性與經(jīng)濟性產(chǎn)生巨大的影響，當然我們也應考慮施工可行性等多方面因素。
四、樁偏差的控制和處理
樁基施工中對樁的偏差必須嚴格控制，特別是對于承臺樁及條形樁，樁位的偏差都將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，而使基礎設計處于不安全狀態(tài)。對于樁位偏差我們主要控制兩個方面，其一是豎向偏差，根據(jù)JGJ94-2008第6.2.4條我們控制樁頂標高的允許偏差為-50~+100mm，但實際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務及損失。當樁頂標高高于設計標高，則需要劈樁，特別對于預應力管樁等空心樁來說，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經(jīng)濟；而當樁頂標高低于設計標高時，又需要補樁頭，這既影響工期又浪費金錢。這就要求施工單位在施工過程中必須嚴格控制樁頂標高，盡可能地使工程樁標高同設計一致，特別是施工過程中必須考慮到樁在卸載后的回降量，否則不加考慮則每根樁都將高于設計標高。而我們設計人員在設計過程中對施工誤差亦應有所考慮，筆者建議針對目前的施工質量，設計中可以考慮2mm左右的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，這在實踐工程中具有相當?shù)目刹僮餍�，避免了大量不必要的工作。其二則是樁位的水平偏差。根據(jù)JGJ94-2008第6.2.4條控制各樁位偏差，施工過程中發(fā)現(xiàn)樁位偏差較大則應及時補樁處理。這里針對4~16根承臺的樁基，筆者強調在設計過程中可以明確樁位偏差允許值所執(zhí)行的標準。另外，對于小直徑樁（D≤250）筆者強調必須對其偏位進行嚴格控制而不應按上述規(guī)范標準，筆者建議對承臺樁可控制70mm；而對于條形承臺則區(qū)分垂直于條形承臺方向50mm，平行于承臺方向為70mm，當然這些要求必須在施工前予于明確。當然樁位偏差滿足規(guī)范或設計要求僅僅代表樁基本身驗收合格，而對于由此引起的承臺整體偏心或基礎高度損失，我們必須另行處理。對于樁偏心我們可以采取增加承臺剛度或加大拉梁剛度、配筋來解決，這在實際工程中需針對具體情況相應處理。
五、結束語
隨著改革開放的深入和市場經(jīng)濟的發(fā)展，建筑業(yè)取得了驚人的成績，為國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻。樁基工程是一繁重而復雜的過程，我們設計人員一定要考慮到每一個環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，從各方面使之合理化。好的設計不僅僅是要保證建筑物安全，更要使設計經(jīng)濟合理。
