摘要：针对在建筑基础中常用的桩基础，对包含静载试验、桩型与桩长设计、桩偏差控制与处理、施工过程中特殊情况的处理在内的设计要点进行深入分析，为保证桩基础设计质量提供可靠的参考依据。
关键词：建筑结构；桩基础；设计要点；分析
1导言
如今，城市中不同类型的建筑大量兴建，建筑基础的造价在总投资中占据很大比例。基础以桩基础形式为主，选择合适的桩基础类型，做好桩基础设计，无论是对基础安全，还是降低造价，都有重要作用。
2静载试验
在现阶段的桩基础设计工作中，因受时间等因素的影响，通常只能将地质报告作为依据确定单桩的承载能力，再以估算值为依据，进行后续设计与施工，待施工完成后，挑选合适的桩基开展静载试验。事实上，该过程并不科学，如结果与估算要求相符，则可结束施工，否则由于桩基已经成型，补桩将变得十分困难，而且地质报告也会存在出入，导致施工受到影响。此方面主要存在两个问题：一是以地质报告为依据确定的桩端土承载能力与桩头土摩擦力，均属经验值，不可直接利用。近几年，从检测中可以看出，很多桩基的承载能力比计算结果大，甚至有极大的偏差，所以按照试桩确定的承载力，比按照勘察报告确定的承载力更加经济合理。二是如果场地不均匀，或者是地质报告存在偏差，则若不考虑试桩而单纯按照地质报告开展施工，则会使施工面临很大的困难，并造成浪费。可见，在设计工作中，必须重视并做好静载试验，它是十分重要和关键的环节，如图1所示。主要是因为静载试验质量对桩基类型、规格及深度具有直接影响，并且与施工的难易程度也有十分密切的关系。通过细致到位的静载试验，获得准确的试验结果，可以保证设计方案的合理性、可行性及经济性，其效益将远远大于单纯的缩短工期。
3桩型与桩长设计
在桩基的设计工作中，桩型与桩长的选择将直接影响到基础设计，保证桩型与桩长的科学性、合理性，有助于提高经济效益。以某住宅项目为例，最初因时间方面的原因，建设单位要求采用D400预应力管桩，按地质报告将桩长确定为16m，将承载能力确定为850kN，据此基础造价在160元/m2左右，占据总造价很大比例。之后的设计工作中，充分结合现有经验，在不改变桩长的基础上，采用预制钢筋混凝土小方桩，其承载力在600kN左右，规格为250×250。该方桩的造价仅有50元/m，可节省近一半的造价。另外，桩长的选择同样十分重要，以某采用桩阀基础的建筑为例，按勘察报告需采用D500预应力管桩，供选桩长主要有以下几种：一是25m，其承载能力为900k N；二是34m，其承载能力为1300k N。若采用桩长为25m的桩基，则需要布置290根；若采用桩长为34m的桩基，则需要布置200根。如果从桩基角度讲，工程桩总延米实际数量十分相近，而从筏板设计角度讲，可将桩长为25m的桩作为满樘布桩，此时筏板的厚度在1200mm左右，将桩长为34m的桩作为墙下布桩，此时筏板的厚度为900mm，取得了良好的经济效益。基于此，在实际的设计工作中，应进行多方案对比，选择适宜的桩型和桩长，其必将直接影响设计的经济性、合理性。
4桩偏差控制与处理
在桩基施工过程中，其偏差必须得以严格控制，尤其是条形状和承台桩，其偏差一旦较大，将产生一定附加内力，导致基础处在不安全的状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为此，需要从以下两个方面入手，对桩位的偏差进行有效控制：一是竖向偏差，按现行设计规范的要求，桩顶标高偏差不能超过-50-+100mm，而如果施工中产生较大偏差，则会使施工任务增加，或造成损失。如果桩顶的标高比设计标高大，则应进行截桩，尤其是空心桩，在桩顶进行截桩不但施工困难，而且经济性较差；如果桩顶的标高比设计标高小，则应进行补桩，这不但对工期有很大影响，而且还会造成浪费。因此，施工单位必须对桩顶标高进行严格控制，尽量使标高和设计要求保持一致，尤其是在施工中应充分考虑桩基卸载以后产生的回降量，如果不加考虑，则会使桩基高于设计值。设计中，还应考虑施工误差，以施工质量为参考依据，在设计过程中考虑约2mm的容许误差，通过这样的处理，能减少截桩，有良好可操作性。二是水平偏差，以基础质量验收规范为依据，对各个桩位的偏差进行控制，在施工中，如果发现偏差相对较大，则要进行补桩。除此之外，对于桩径在250以内的桩，其偏差控制不可按照以上标准，对于承台桩，应按70mm控制；对于条形承台，与承台方向保持垂直的应按50mm控制，与承台方向保持平行的应按70mm控制，开工前，必须将以上要求予以明确。此外，如果桩位的实际偏差可以满足现行技术规范的要求，仅代表桩基质量验收合格，对因此产生的整体偏心无法满足要求，则应予以另行处理。在桩偏心处理中，可采用以下方法：增大承台的刚度、提高拉梁刚度、增加配筋。
5施工过程中特殊情况的处理
5.1桩基达到极限承载能力但未压到设计标高
一是地质勘察报告存在错误，实际承载力比计算结果大，应先进行试桩来确定承载能力和桩长。二是因土层方面的原因，使桩基难以压入，此时应通过施工措施的调整来解决。制定科学的施工流程，如采用跳打措施，待水压力消除后对下一个桩基进行施工；在静力压桩过程中，应准备充足机械设备，防止抬机；采用引孔的方法，布置排水孔来减小空隙水的压力。在压桩过程中，应将压桩力严格控制在极限强度之内，并考虑挤土对周围既有建筑物造成的影响。
5.2压桩力远远低于设计值
实践表明，这一现象的产生原因并非地质勘察报告不准确，而主要为压桩速度相对较快，且土层粘聚力很小，所以在压桩的过程中将使土层剪坏，降低了压桩力。15d后开展试桩，验证了以上观点，试验承载能力符合工程的设计要求。同时，这也在另外一个角度表明了静载试验具有的重要作用和现实意义。
5.3管桩裂缝
对于预应力管桩，其具有强度高，周期短，节材等优势特点，目前在设计工作中得到广泛应用，然而，它在受剪能力方面却存在不足。实践中，因存在垂直度偏差，会使管壁出现裂缝，产生质量问题。在对偏差资料进行分析和汇总后，针对垂直度偏差不足0.5%的桩，其管壁上没有裂缝，承载能力没有损失，所以增加一组桩基进行试验，确定承载能力符合要求后可无需处理。而垂直度偏差超过0.5%的桩，其管壁出现裂缝，对承载能力造成影响，需对这种桩基进行纠偏后，采用灌芯的方法进行处理，确保裂缝处传力由灌芯承担，这通过静载试验验证是合理可行的。基于此，在实际工程施工过程中，应高度重视垂直度严格控制，这是因为桩自身抗剪能力相对较差，易产生破坏，进而带来经济损失。
6结论
综上所述，建筑桩基工程设计是一项十分繁琐而复杂的工作，作为桩基的设计人员，必须充分考虑所有环节和阶段，做到统筹兼顾，积极从不同的方面保证设计的合理性。合理可行的设计，除了能保证建筑结构安全，还能保证设计的合理性与经济性，使桩基充分发挥应有的作用与效果。
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论文作者:顾晓龙,任焱焱,宋孟燕
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：桩基论文; 偏差论文; 标高论文; 桩基础论文; 能力论文; 地质论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第35期论文;