樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析

李婷玉　湯茹茹

摘 要：基礎(chǔ)作為建筑物的支撐與傳力的結(jié)構(gòu)物，其穩(wěn)定性對整個建筑的影響是十分顯著的，只有保證了支撐結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定，才能夠保證建筑物的安全。樁基礎(chǔ)是建筑物下常用的一種深基，了解樁基礎(chǔ)的受力與變形情況及對其進(jìn)行穩(wěn)定性分析是十分必要的。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；穩(wěn)定性

1 樁基礎(chǔ)簡介

樁基礎(chǔ)是埋置在地下一定深度的基礎(chǔ)，其可以是單樁，單排樁或多排樁。不同形式的樁的受力情況有所不同，但利用得當(dāng)，都具有承載能力高，穩(wěn)定性好，沉降量小而均勻的特點(diǎn)。因其穩(wěn)定性有保證且在投入使用中省材料，施工相對簡便，有良好的適應(yīng)性，在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 樁的受力分析

2.1 單樁的受力及穩(wěn)定性分析

在樁基打入地基的過程中，樁受到的阻力主要有周圍土體對樁側(cè)身的摩擦，另外樁底還受到土向上的阻力，如果樁打入過程中發(fā)生傾斜，還會產(chǎn)生主動土壓力和被動土壓力，這是因為成樁時施工出現(xiàn)偏差產(chǎn)生的，因避免或出現(xiàn)時及時矯正。

待樁基形成后，若樁坐落在巖石上或堅硬的土層，這類樁稱端承樁，其承受上部傳下來的荷載主要靠樁底的支撐力，這是一種簡化計算與分析的受力計算方式，實際上在承受上部荷載時，樁底承受了大部分荷載，而樁身因為上部荷載的壓力會產(chǎn)生壓應(yīng)力，樁本身會發(fā)生一定的壓縮變形，在變形的過程中，周圍土體也會對樁側(cè)身產(chǎn)生附加的摩擦力，將整根樁視作均勻的受力體，其因自身壓縮變形受到的附加摩擦力在樁身上下均勻分布。

樁上部恒載重G，樁端支撐力Fn，樁長L，則單位樁側(cè)摩阻力為

q=（G-Fn）/L

可以通過壓縮量⊿L和單位樁側(cè)摩阻力q分別判斷樁的承載力是否達(dá)到極限承載力和樁周土體是否達(dá)到極限抗剪承載力，從而確定樁基是否符合穩(wěn)定性要求，能否繼續(xù)承載。實時檢測，如果發(fā)現(xiàn)哪一個指標(biāo)不在安全范圍內(nèi)，根據(jù)檢測到的結(jié)果，確定是哪一種破壞類型，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施改善樁的受力，加強(qiáng)樁的承載力，或者改善土的性能，提高土的強(qiáng)度。

若樁穿過并支撐在各種壓縮性土層中，在上部結(jié)構(gòu)豎向荷載作用下，基樁的承載力以樁側(cè)摩阻力為主，這類樁稱摩擦樁。判斷其穩(wěn)定性同樣是考慮其周邊土體和樁底土的影響，周邊土體提供主要承載力的摩擦力，樁底土體提供另外的向上的支撐力。和端承樁不同的是，摩擦樁是通過下沉量來判斷樁基是否能夠繼續(xù)承載。

分以下幾種情況：

⑴ 若端頂下沉量超過一定值，端頂依然保持水平，那么判斷為樁底土體承載力達(dá)到極限承載力和樁側(cè)土體達(dá)到極限抗剪強(qiáng)度而破壞；

⑵ 若端頂下沉量超過一定值，端頂不再保持水平而是出現(xiàn)一個很小的角度，說明樁基本身達(dá)到極限承載強(qiáng)度且端底和周圍土體被擠壓壞；

⑶ 若端頂下沉量在一定值范圍內(nèi)，端頂不再保持水平而是出現(xiàn)一個很小的角度，說明樁基本身達(dá)到極限承載強(qiáng)度且周圍土體被擠壓壞；

根據(jù)不同的破壞情況，做出相應(yīng)的加固措施，保證樁基的穩(wěn)定。

2.2 單排樁的受力及穩(wěn)定性分析

單排樁的受力較單樁的受力復(fù)雜，需要同時分析多跟樁的受力，這就需要考慮每根樁對上部荷載的分配情況，當(dāng)上部荷載作用于承臺底面中心無偏心時，可以假定荷載在各根樁上均勻分布，單排樁整個視為一個整體，按上面介紹的單根樁的受力分析，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

當(dāng)上部荷載作用于承臺底面有偏心時，設(shè)偏心距為e，上部荷載豎向力為G，各樁離中心距離yi則作用在每根樁上的豎向力為

Pi=G/n±Geyi/∑yi

求得單排樁中每根樁樁頂作用力，再按單根樁的受力分析，進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

2.3 多排樁的受力及穩(wěn)定性分析

單樁和單排樁的受力分析都是在平面上的，而多排樁的分析需要在空間，多排樁的受到更加復(fù)雜，這就分析來說增加了難度，但也有其優(yōu)點(diǎn)，因為樁的布置呈立體，所以它的穩(wěn)定性更高，對變形（位移和轉(zhuǎn)角）更加敏感，反應(yīng)問題也更加清晰。

下面對其受力做具體分析：

對于端承樁，各樁的承載力受相鄰樁影響較小或不受影響，同樣可以先算出各根樁所承受的豎向力，然后根據(jù)測得的該樁壓縮變形量，依據(jù)單樁承載力分析確定其穩(wěn)定性。

對于摩擦樁，因為土體對承擔(dān)上部荷載起主要作用，各樁的承載力會受相鄰樁的影響，因此，不能再按單樁分析受力與穩(wěn)定性。摩擦樁主要是考慮土體的性質(zhì)，樁間距。

當(dāng)樁間距不夠大，土體間的相互影響就很顯著，多排樁的承載力也明顯低于按單樁承載力相加計算得到的值，所以這時候就需要按土體的受力來分析樁的承載力，土體在荷載作用下可能會發(fā)生整體剪切破壞，出現(xiàn)多排樁整體下沉量很大的現(xiàn)象。根據(jù)沉降量和剪切破壞的形式和范圍分析出不同土體上樁的最大承載能力，然后對該類樁進(jìn)行檢測，達(dá)到某一沉降量或者土體表面出現(xiàn)隆起下陷現(xiàn)象時，及時做出改善措施。

當(dāng)樁間距足夠大，各樁承載力大小受領(lǐng)樁影響小，這時可以先對各樁豎向力的分配值進(jìn)行計算，然后檢測各相鄰樁的沉降差，相鄰樁間的沉降差與其對應(yīng)的受力差之間有一定的關(guān)系，與樁基的材料有關(guān)，分析得到的沉降差與受力差數(shù)據(jù)，若它們不滿足力學(xué)關(guān)系，則說明樁側(cè)土體發(fā)生了破壞，不能夠保證樁基的承載力。

3 樁基礎(chǔ)的應(yīng)用

樁基礎(chǔ)的應(yīng)用已十分廣泛，解決好穩(wěn)定性問題，是對建筑物的安全保障。目前主要的穩(wěn)定問題是土體土質(zhì)對樁基承載力的影響，施工前對地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)勘察，做好準(zhǔn)備工作；施工時嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，保證施工質(zhì)量；施工后及時做好監(jiān)測工作，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，則樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性可得到保障。

參考文獻(xiàn)

[1]王曉謀，《基礎(chǔ)工程》第四版，人民交通出版社