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摘要：桩基础是建筑工程一种常用的基础形式，当采用天然地基浅基础不能满足建筑物对地基变形和强度要求时，可以利用下部坚硬土层或岩层作为基础的持力层而设计成深基础，其中较为常用的为桩基础。本文分析了桩基础发展的概况，通过介绍桩基础的几种类型阐述了桩基础中存在的一些问题以及解决措施。
关键词：建筑工程；桩基础；问题分析
前言：随着现代建筑技术的发展，桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有了很大的进步。桩基已成为当今高层建筑广泛采用的一种基础形式。
一、桩基础发展研究概况
桩基础的研究可以说经历了万余年，但是，真正得到大规模的研讨与发展还是这近三十年的事情，下面就对近年来桩基础的发展研究进行一次概括：1977年英国Burland根据桩土相互作用的理论的研究指出：对于天然地基的强度能满足设计荷载要求但沉降过大的情况，可以采用少量的桩用于减少基础沉降变形。1979年Hooper根据有限元的模拟分析，提出为了建立竖向刚度较大的桩土混合地基而需要的桩数并不是很多，桩数的进一步增加对减少最大沉降和差异沉降的作用非常小。1986年1LW•Cooke指出，在桩基础用来减少基础沉降的地方，在桩间距为4倍桩径时在加入更多的桩并不能显著减少沉降，6倍桩径或8倍桩径的间距几乎与小桩距时一样有效。20世纪80年代澳大利亚H.G.Poulos根据筏—桩—土相互作用的分析，提出了仅用于减少沉降桩基础的沉降计算公式。1979年我国童翊湘基于群桩基础工作机理的分析，提出了分不同情况按沉降设计桩基的初步想法，在估算桩基下沉量时，要考虑土与桩两者传来的应力。20世纪80年代初，同济大学杨敏等人经过10多年的对桩土相互作用、软土地基变形控制等相关课题的研究，终于在1998年提出了减少沉降桩基础的设计理论，其设计原则为：由基础的沉降控制设计值（或允许沉降值）来确定桩数和桩长，桩在基础中除了需要承担部分荷载外，主要起减少和控制沉降的作用。1992年宰金珉提出了复合桩基的设计方法，并将“复合桩基”定义为系大桩距（5倍~6倍桩径长以上）布置的底承台摩擦群桩或端承作用较小的端承摩擦桩与承台底土共同承载的桩基础，其设计原则为：在总体安全度K≥2和总沉降小于允许沉降的双重控制下，单桩近似取用极限承载力。1994年上海市地方DBJ-40-94地基处理技术规范也已将减少沉降桩基础列入其中，并取名为“沉降控制复合桩基”。1993年蔡杉龄对深厚饱和软粘土中薄硬夹层作桩基持力层作了探讨，引用了板带强度理论，认为薄硬夹层完全可以作为扩底桩的桩端持力层。疏桩基础在上海、宁波等软土地区已得到推广应用，至目前设计建造的多层建筑物已超过数百万平方米，而且这些地区的疏桩基础大都是在没有象昆明地区的圆砾层等薄硬夹层的软土地基中应用的。
二、桩基础的类型
1.根据持力情况分为端承桩和摩擦桩
端承桩是穿过软土层而达到深层坚实土层，上部荷载主要有桩尖阻力来承受，施工时主要以贯入度为主，桩尖进入持力层的深度和标高可供参考。摩擦桩只打入软弱土层一定的深度将软弱土层挤密，以提高土壤的密实度和承载力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩擦力共同承受，施工时以控制桩尖的标高为主，贯入度可做参考。
2.根据施工方法分为预制桩和灌注桩
预制桩按将桩沉入土中的方法不同分为打入桩，静力压桩，振动沉桩和水冲桩等。灌入桩是先在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架再浇筑混凝土而成的桩，灌注桩按其成孔方法不同分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、套管成孔及爆破成孔等几种灌注桩。
三、目前在桩基础中存在以下几个主要问题
1.预制桩接部位设置不当。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计预制桩时应根据工程地质报告中的土层情况确定合理的接桩部位，否则易出现打桩质量问题。例如：某工程主楼（十八层），设计23米长的预制桩，分14米和9米两节。在施工打入第一节（14米）桩，焊接第二节后再打入桩时，桩的损坏较多。后来将第一节桩改为9米的桩，则桩的损坏显然大量减少。这很明显是设计接桩部位设置不当。因而接桩焊接一般需30分钟左右的时间，设计将第一节（14米）桩打入到砂性大的4米厚的粉土，并进入砂性较大的粉质粘土1米多左右，以30分钟或更长时间，造成粉土固结，所以第一次第一节为14米时桩损坏较多，第二次将第一节桩改为9米桩后，桩损坏明显减少。
2.打桩顺序不当。打预制桩和打灌注桩都有打桩顺序问题，如在施工打桩时将顺序弄错，将会出现桩头、桩身损坏或断桩和桩顶位移、倾斜等。例如：某厂烟囱基础打预制桩，打桩部从外圈往内圈转着打，开始时很顺利，后来越打越难打，坏桩逐渐增多。其主要原因是四周打桩时中间土体挤密，从而增加了中间打桩的难度。
3.接桩焊接质量问题。预制桩的焊接质量的好与坏直接关系到桩的好坏。例如：某热电厂车间厂房的建设场地属于软土地基，设计1150根预制桩，在施工过程中产生断桩217根的严重质量事故。其事故的主要原因是施工不执行规范和设计要求，焊接不合格，点焊、漏焊、溜焊现象严重。另有某港务局综合服务楼，建筑面积8000米、地上十三层，其场地属滨海平原，设计243根预制桩，经土方开挖完成后，对全部桩的水平位移、垂直度偏差做测量，认为合格的桩只有78根（合格率为32%），不合格桩的水平位移偏差从200-1120毫米不等，垂直度偏差为2.6%-15.2%不等。此外，在基坑四周地表出现大量因土体滑动而产生的裂缝，最大宽度达100毫米以上，经拔桩检验桩上段接头部分，设计要求全部满焊120毫米，实际8条焊缝平均长为85毫米，而且全是点焊、浮焊、虚焊，上部桩体带出的角钢，用手锤一敲立即脱落。
4.施工土方开挖不合理。基坑土方的开挖应遵守规范规定，否则易出现桩基位移事故。例如：某化工厂电站工程，预制桩1021根，桩数打至1/3 时，开挖土方深度3-5米不等，在土方开挖过程中，发现桩严重水平位移，最大位移偏差1.10米，在基坑一侧地表出现因滑动而产生的地裂。这是土体侧压力推动桩身使之倾斜或断裂所致。四、针对这些问题应采取的相应措施
1.设计人员应根据工程地质报告和上层建筑荷载等情况，认真进行多方案比较，做到技术先进、安全、可靠、经济合理。基础埋深设计能浅则浅，尽量利用地表面下的硬层做为持力层；基础下换土石屑时也应本着能少换则少换的原则，在复核软弱下卧层后，充分利用土石屑的承载力；基础工程设计，能不打桩者就不打桩，能打短桩者就不打长桩，能打灌注桩者尽量不打预制桩；预制桩能设计一节者不设计两节的桩，不宜设计三节桩。
2.设计人员在设计桩基时，应根据工程地质报告和上层建筑荷载等情况，确定桩长、接桩位置等。如遇砂性较大的粉土层，厚度3-4米者，建议最好不打预制桩。如对工程地质报告有异议时，应与勘察单位研究解决。
3.构件厂应提高预制桩的合格率。为了保证接桩的质量，提高桩接头的精度，建议采用他节整体编号预制法生产。
4.打桩单位在开工前必须熟悉工程地质报告，根据报告、施工图纸和规范要求制定打桩组织设计施工方案后方可实施。打桩队的工长熟悉报告后，应详细向操作工人交清地质情况，达到预防为主的目的。
结束语：建筑工程桩基础施工是一项十分复杂的工程体系，是保证上部建筑安全的关键。因此，施工前必须建立科学的施工管理体系，制定科学的施工方案，设计、施工、监理各方的密切配合，建立完善的质量保证体系，依据现行的施工及验收规范，控制施工和验收，确保工程质量符合设计要求。
参考文献：
[1]张军.灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2009.4
[2]张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计，2009，12
论文作者:李双生
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：桩基论文; 桩基础论文; 土层论文; 基础论文; 荷载论文; 位移论文; 土方论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;