樁基及常見設(shè)計(jì)問(wèn)題

1、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法及實(shí)例分析第七章樁基礎(chǔ)第十一節(jié)樁基的常見設(shè)計(jì)問(wèn)題分析 【要點(diǎn)】本節(jié)說(shuō)明樁基設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題，主要涉及：樁型的選擇、基樁承載力特征值的確定、 工程樁的檢測(cè)、人工挖孔灌注樁的施工、群樁承載力的折減及抗浮樁選用中的相關(guān)問(wèn)題等。 對(duì)擠土樁應(yīng)注意采取減少擠土效應(yīng)的措施。一、應(yīng)采用試驗(yàn)樁確定單樁豎向抗壓承載力特征值的工程，采用估算的承載力特征值設(shè) 計(jì)1.原因分析1）對(duì)采用試驗(yàn)樁確定單樁豎向抗壓承載力特征值的重要性認(rèn)識(shí)不足，對(duì)由于地質(zhì)情況 的差異可能對(duì)基樁承載力的影響估計(jì)不足，將一般工程經(jīng)驗(yàn)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)；2）工程工期緊，造成而擠占試樁工期。2.設(shè)計(jì)建議1）作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)性資料的單

2、樁豎向抗壓承載力特征值，應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范要求, 通過(guò)試驗(yàn)樁確定；2）對(duì)較大規(guī)模的樁基工程，一般應(yīng)先進(jìn)行樁的破壞性試驗(yàn)，以便為樁基設(shè)計(jì)提供依據(jù), 同時(shí)提供樁基施工的基本參數(shù)和關(guān)鍵工序。工程樁施工后應(yīng)進(jìn)行工程樁的復(fù)核性試樁；3）當(dāng)工期緊張時(shí)，可先期在現(xiàn)場(chǎng)或地質(zhì)條件相同的附近場(chǎng)區(qū)進(jìn)行試樁；4）確有依據(jù)時(shí)，也可只進(jìn)行工程樁施工后的復(fù)核性檢測(cè)，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮承 載力不足時(shí)的加樁可能性。二、對(duì)試驗(yàn)樁和工程樁采用相同的試驗(yàn)要求1.原因分析1）工程樁施工前一般先應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)樁施工，試驗(yàn)樁施工的根本目的在于確定適合工程 場(chǎng)地地質(zhì)情況的最佳施工控制方案可關(guān)鍵工序的控制要點(diǎn)，作為工程樁施工的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 和依

3、據(jù)，同時(shí)對(duì)工程樁施工中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提供處理預(yù)案；2）和工程樁施工不同，試驗(yàn)樁在于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，帶有一定的探索性質(zhì)，試驗(yàn)樁的施工及 試驗(yàn)，可以為工程樁的設(shè)計(jì)與施工提供準(zhǔn)確的第一手資料，作為工程樁設(shè)計(jì)及施工的依據(jù)， 可以最大程度上解決工程樁施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，避免出現(xiàn)因設(shè)計(jì)依據(jù)的改變而影響 結(jié)構(gòu)方案，并耽誤工期；3）為最大限度的了解基樁的極限承載力，以提高單樁承載力，節(jié)約樁基費(fèi)用，試驗(yàn)樁 設(shè)計(jì)及檢測(cè)，應(yīng)能滿足上述功能的要求，樁身的極限承載力要求及試驗(yàn)的最終加載要求應(yīng)高 于工程樁，并對(duì)可能發(fā)生的意外情況應(yīng)有足夠的估計(jì)；4）工程樁的施工，是在試驗(yàn)樁基礎(chǔ)上的施工，基樁施工中的主要問(wèn)題在試驗(yàn)樁施工時(shí)

4、 已暴露并解決；5）和試驗(yàn)樁試驗(yàn)不同，工程樁的試驗(yàn)屬于復(fù)核性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的是施工質(zhì)量是否滿足設(shè) 計(jì)要求，基樁的承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求；工程樁量大面廣，工程樁的設(shè)計(jì)及檢測(cè)，以滿足 上其特定的基本功能為目的，樁身的極限承載力要求及試驗(yàn)的最終加載要求應(yīng)低于試驗(yàn)樁。2.設(shè)計(jì)建議1）應(yīng)根據(jù)樁的極限承載力確定試驗(yàn)樁的樁身強(qiáng)度要求，并考慮可能出現(xiàn)的意外情況適 當(dāng)留有余地，不能因?yàn)樵囼?yàn)樁極限承載力的不足而影響樁的承載力的確定，避免造成大面積 的浪費(fèi)；2）試驗(yàn)加載的最大量值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)樁的極限承載力確定， 并考慮不小于20%勺加載余量；3）試驗(yàn)樁應(yīng)加載至破壞，并作出完整的 Q-s曲線；4）工程樁的樁身強(qiáng)度應(yīng)以單樁承

5、載力特征值為依據(jù)（一般不小于單樁承載力特征值的 2 倍）；5）工程樁的試驗(yàn)加載應(yīng)以單樁承載力特征值為依據(jù)（一般不小于單樁承載力特征值的 2 倍），以工程樁滿足2倍的單樁承載力特征值為終止檢驗(yàn)的依據(jù)，當(dāng)工程樁的承載力不滿足設(shè) 計(jì)要求時(shí)，應(yīng)采取鉆芯檢測(cè)、后注漿或補(bǔ)樁等措施解決。6） 一般情況下試驗(yàn)樁和工程樁不應(yīng)采用相同的檢測(cè)要求。三、高度很高的高層建筑及超高層建筑，仍采用離散性較大的樁型1 .原因分析1）影響基樁承載力穩(wěn)定性的主要原因有：基樁材料的均勻性、地基的穩(wěn)定性和均勻性；2）很高的高層建筑及超高層建筑一般都有很大的基底壓力，對(duì)基樁的穩(wěn)定性提出了較 高的要求。2 .設(shè)計(jì)建議高度很高的高層建筑，

6、對(duì)地基承載力和變形要求比較高，應(yīng)采用承載力穩(wěn)定的離散性較 小的樁型（避免采用復(fù)合載體夯擴(kuò)樁、擠擴(kuò)支盤灌注樁等離散性較大的樁型）。四、有很厚砂層的場(chǎng)地采用預(yù)制樁3 .原因分析采用錘擊或靜壓法施工的預(yù)制樁，遇有砂層時(shí)，沉樁困難，砂層較厚或遇中密以上砂層 時(shí)，無(wú)法沉樁。4 .設(shè)計(jì)建議1）預(yù)制樁施工前應(yīng)進(jìn)行預(yù)打（對(duì)靜壓樁進(jìn)行預(yù)壓），為工程樁施工提供施工控制參數(shù)及 特殊情況下的處理方法；2）對(duì)難以穿越的砂層，必要時(shí)應(yīng)采用“引孔送樁法”施工；3）分布均勻且層厚較大（如厚度4m時(shí)）的密實(shí)砂層，一般情況下不宜穿透，可考慮 作為樁基持力層的可行性。五、擠土效應(yīng)很大的場(chǎng)地，采用錘擊樁或靜壓樁未采取減少擠土效應(yīng)的措

7、施5 .原因分析1）預(yù)制樁的沉樁過(guò)程中，當(dāng)樁較密集時(shí)，擠土效應(yīng)明顯并伴隨大范圍的地面隆起，當(dāng) 地基為飽和淤泥、淤泥質(zhì)土及粘性土?xí)r，擠土效應(yīng)更為明顯，地面隆起量也大；2）地面隆起在樁頂附近產(chǎn)生的負(fù)摩擦力，從而降低基樁的豎向承載力。6 .設(shè)計(jì)建議為避免和減少沉樁的擠土效應(yīng)和對(duì)鄰近建筑物及地下管線的影響，應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)措施：1）預(yù)鉆孔沉樁，孔徑約比樁徑（方樁為對(duì)角線長(zhǎng)度）小 50100mm,深度根據(jù)樁距、土的密實(shí)度、滲透性而定，深度宜為樁長(zhǎng)的 1/31/2,施工時(shí)宜隨鉆隨打；2）設(shè)置袋裝砂井或塑料排水板，以消除部分地面超孔隙水壓，減少擠土現(xiàn)象；3）開挖防震溝以消除部分地面振動(dòng)；4）控制打樁速率；5）

8、沉樁結(jié)束后，宜普遍實(shí)施一次復(fù)打。6）沉樁過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)對(duì)鄰近建筑物、地下管線等的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。六、基樁設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮試樁對(duì)工程樁的試樁要求1 .原因分析1） “基樁檢測(cè)規(guī)范”對(duì)工程樁試樁的加載要求如下：（1）進(jìn)行單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)時(shí)，加載量應(yīng)不小于設(shè)計(jì)要求的單樁承載力特征值的2倍；（2）進(jìn)行單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)時(shí)，加載量應(yīng)按設(shè)計(jì)要求確定最大加載量（一般取單樁抗拔承載力特征值的1.3倍）；2）試樁數(shù)量應(yīng)滿足表7.8.4的要求。2 .設(shè)計(jì)建議1）樁身強(qiáng)度應(yīng)滿足抗壓（或抗拔）靜載試驗(yàn)的要求（即樁身強(qiáng)度不應(yīng)小于單樁豎向抗 壓承載力特征值的2倍，單樁抗拔承載力特征值的1.3倍）；2）工程樁兼作試樁的錨樁

9、時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足抗壓樁和抗拔樁的樁身強(qiáng)度要求。七、采用梁板式筏基時(shí)，滿堂布樁1 .原因分析在梁板式筏基中，地基梁與筏板的剛度差異比較大，采用滿堂布樁時(shí)，由于筏板的剛度 較小，一般很難實(shí)現(xiàn)梁板同時(shí)作用的設(shè)計(jì)構(gòu)想，在上部荷載作用下，由于基礎(chǔ)梁剛度很大， 常容易造成板下樁“偷懶”，嚴(yán)重者有可能導(dǎo)致梁下樁的首先破壞，從而造成板下樁的破壞, 造成對(duì)工程樁的各個(gè)擊破現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。2 .設(shè)計(jì)建議1）梁板式基礎(chǔ)應(yīng)盡量在基礎(chǔ)梁下布樁；2）必須在板下補(bǔ)樁時(shí)，應(yīng)加大筏板的厚度，使筏板具有合適的剛度，以保證板下樁能與基礎(chǔ)梁下樁一樣承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷重;3）梁板式筏基中當(dāng)筏板剛度較小時(shí)，不應(yīng)該采用均勻布置的滿堂樁方

10、案八、基樁設(shè)計(jì)時(shí)，未考慮群樁承載力的折減要求1 .原因分析1）兩樁以上（含兩樁）的基樁組成的樁基礎(chǔ)稱為群樁基礎(chǔ)；2）在摩擦型群樁基礎(chǔ)中，樁頂荷載的一部分由樁周圍的摩擦力承擔(dān)，并擴(kuò)散到樁端下 的土層上，由于群樁間應(yīng)力的相互重疊使中部基樁下土的應(yīng)力大很多，壓縮層厚度也較單樁 的大很多，群樁的承載力（折算成每根單樁的承載力）也較單樁承載力下降較多；3）低樁承臺(tái)的群樁比無(wú)承臺(tái)群樁的承載力提高約 25%左右。2 .設(shè)計(jì)建議3 ）對(duì)9樁以下的群樁，基樁的承載力特征值取單樁承載力特征值；4 ）對(duì)9樁以上的群樁，除按照單樁承載力特征值確定外還應(yīng)按假想的實(shí)體基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)九、人工挖孔灌注樁施工前，不進(jìn)行試孔1 .原

11、因分析人工挖孔灌注樁施工前進(jìn)行試孔的主要目的在于：核對(duì)地質(zhì)資料，并檢驗(yàn)成孔設(shè)備、施 工工藝及技術(shù)要求是否適宜等；2 .設(shè)計(jì)建議1）當(dāng)出現(xiàn)孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定等檢驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)擬定補(bǔ)救 措施或修改施工工藝。3 ）施工前試孔的數(shù)量不少于 2個(gè)。十、帶裙房高層建筑中，當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)對(duì)超補(bǔ)償基礎(chǔ)的裙房采用抗拔樁抗浮1 .原因分析1）高層建筑與裙房之間不設(shè)縫時(shí)，由于高層建筑基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力很大，常導(dǎo)致高 層的沉降量較大，而裙房則多為超補(bǔ)償基礎(chǔ)（基底處土的自重應(yīng)力大于基底的總壓力）或基 底附加壓力很小的補(bǔ)償基礎(chǔ)，裙房的沉降量值（對(duì)超補(bǔ)償基礎(chǔ)為地基的回彈再壓縮）很??；2）如果因?yàn)榭垢?/p>

12、設(shè)計(jì)需要而將裙房部分設(shè)置抗浮樁時(shí)，由于抗浮樁的支撐作用，裙房 的沉降將受到很大的限制，反而會(huì)加大高層與裙房之間的沉降差。2 .設(shè)計(jì)建議1）與高層建筑不分縫的裙房，具抗浮設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮采用自重平衡法或浮力消除法， 避免采用抗力消除法（見第四章第三節(jié)之特別說(shuō)明）；2）高層與裙房一體時(shí)，當(dāng)主樓采用樁基礎(chǔ)且總沉降不大時(shí)，裙房也可采用抗拔樁。一、樁基設(shè)計(jì)的其他關(guān)注點(diǎn)1 .嵌巖樁不一定就是端承樁按表7.1.7,端承型樁可分為端承樁和摩擦端承樁，對(duì)樁周土質(zhì)較好的端承樁，可適當(dāng)考 慮樁周土體的摩擦力，避免采用按端承樁設(shè)計(jì)導(dǎo)致嵌巖深度加大，工期延長(zhǎng)，樁基費(fèi)用增加 的問(wèn)題。2 .擠土沉管灌注樁不應(yīng)用于高層建筑由于

13、擠土沉管灌注樁的擠土效應(yīng)，造成斷樁、縮頸、上浮，事故頻發(fā)且嚴(yán)重，如東北某 會(huì)展中心全部樁報(bào)廢，云南某大廈筏板開裂不得不采取加固處理等。3 .預(yù)制樁的質(zhì)量穩(wěn)定性不一定高于灌注樁1)應(yīng)注意下列三點(diǎn)對(duì)預(yù)制樁質(zhì)量穩(wěn)定性的影響：(1)沉樁的擠土效應(yīng)；(2)無(wú)法穿透較厚的硬夾層，樁長(zhǎng)度受地質(zhì)條件的限制；(3)單樁承載力可調(diào)范圍小，難以實(shí)現(xiàn)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)。2)預(yù)制樁的質(zhì)量穩(wěn)定性高于沉管灌注樁。4 .應(yīng)關(guān)注特殊情況下的人工挖孔灌注樁質(zhì)量1)地下水位以上的人工挖孔灌注樁可實(shí)現(xiàn)徹底清孔、對(duì)樁底持力層進(jìn)行直觀檢查，無(wú) 斷樁、縮頸等現(xiàn)象的隱患；2)地下水位以下的人工挖孔灌注樁施工應(yīng)注意：(1)邊挖邊抽水，樁周土的細(xì)顆

14、粒極易流失，造成地面下沉，乃至護(hù)壁整體脫落。尤 其應(yīng)注意檢查細(xì)顆粒流失后造成的局部空隙，并進(jìn)行局部處理，否則，影響基礎(chǔ)施工。深圳 某高層住宅工程，由于為及時(shí)檢查并發(fā)現(xiàn)人工挖孔灌注樁施工造成的局部空隙，當(dāng)基礎(chǔ)底板 混凝土(一般厚度和自重較大)澆注時(shí)，造成局部塌陷；(2)鄰近新灌注的混凝土樁抽水，水流帶走樁身水泥，造成離析；(3)在流動(dòng)性淤泥中挖孔，極易引起淤泥的側(cè)向流動(dòng)，導(dǎo)致土體失穩(wěn)滑移，將樁體推 歪、推斷；3)人工挖孔灌注樁施工前不進(jìn)行試孔，對(duì)復(fù)雜場(chǎng)地情況缺乏必要的了解，沒(méi)有制定突 發(fā)事件的應(yīng)急處理預(yù)案，處理不當(dāng)，留有后患。5 .并非所有的灌注樁都需要擴(kuò)底1)巖石地基承載力特征值fa fc ( fc為樁身混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)時(shí)，不用擴(kuò)