巖土工程勘察設(shè)計(jì)中如何合理選擇樁基礎(chǔ)類型淺探

趙顯瓏+王真

摘要：樁基礎(chǔ)主要用于承擔(dān)地上地上構(gòu)筑物的重力，對(duì)提升整體構(gòu)筑物的穩(wěn)定性與安全性有著極為重要作用。為此，本文將結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)巖土工程勘察設(shè)計(jì)中如何合理選擇樁基礎(chǔ)類型談?wù)勛约旱膸c(diǎn)體會(huì)，希望能對(duì)廣大同行有所助益。

關(guān)鍵詞：巖土工程；勘察設(shè)計(jì)；樁基礎(chǔ)類型；選擇

一、土基持力層的確定因素

1.樁的承載力

對(duì)于支撐樁而言，往往需要將其樁尖插過表面風(fēng)化層，以進(jìn)入到中等風(fēng)化層或新鮮巖層當(dāng)中。而通常是由樁的材料、形式以及沉樁設(shè)備的能力來(lái)決定實(shí)際進(jìn)入表面風(fēng)化層深度。而這往往可以采用試樁的方法來(lái)確定。且在工程沉樁過程中，以是后貫入度加以控制，一般控制在10擊，1-2cm為最佳。而對(duì)于摩擦樁，一般其樁基持力層應(yīng)當(dāng)選擇壓縮性較低的土層，并可以結(jié)合樁尖土的承載力理論值以及樁基范圍內(nèi)的土層摩阻力來(lái)將其單樁承載力進(jìn)行合理預(yù)估，最后通過試樁來(lái)進(jìn)行證實(shí)。

2.樁基的預(yù)估變形

在確定樁基持力層過程中，必須要在確保單樁承載力得到滿足的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并且還需對(duì)群樁基礎(chǔ)的沉降要求予以滿足。通常情況下是由樁端壓縮層深度內(nèi)土層的壓縮性來(lái)決定樁基的變形程度。在以前的時(shí)代，常常因?yàn)槌蓸对O(shè)備落后的因素影響，導(dǎo)致樁長(zhǎng)與沉樁穿透較硬土層能力較弱，因而僅能夠在較淺的樁基持力層中進(jìn)行作業(yè)，但是，仍有較厚的高壓縮性軟弱土層存在于樁端下壓縮層中，從而加大了樁基的變形，難以達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求。所以，務(wù)必要結(jié)合實(shí)際地基變形要求來(lái)將樁基持力層合理確定下來(lái)。除此之外，將樁基持力層確定下來(lái)后，還需考慮樁尖進(jìn)入該土層的實(shí)際深度。大部分實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，樁基的變形在很大程度上受到進(jìn)入硬土層深度的影響，如若持力層厚度較大，通常會(huì)進(jìn)入多一點(diǎn)，而反之，或下臥層中有軟弱土層時(shí)，過多進(jìn)入持力層則反而對(duì)樁基變形不利。

3.沉樁機(jī)械設(shè)備的條件

在對(duì)樁尖持力層進(jìn)行確定時(shí)，還應(yīng)結(jié)合具體情況來(lái)進(jìn)行。不僅要考慮沉樁機(jī)械的能力，而且還需要合理選擇沉樁技術(shù)。通過對(duì)上面幾方面因素進(jìn)行全面考慮，來(lái)大體就將樁基持力層確定下來(lái)，最終開展試樁工作來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。如若情況需要的，還可以全面對(duì)比具體類型持力層和實(shí)際進(jìn)入持力層深度的試樁方案來(lái)選擇最佳的樁尖持力層。

二、不同地質(zhì)情況下樁基礎(chǔ)類型的選擇

1.軟土基地質(zhì)樁基礎(chǔ)類型選擇

一般情況下，軟土地基具有不均勻、加荷載容易發(fā)生變形、承載力低、強(qiáng)度變化慢、變形速率低等特點(diǎn)，其通常主要是由雜填土、淤泥質(zhì)土、淤泥、抗剪強(qiáng)度低或是壓縮性能較高的土所組成的地基，屬于不良工程性質(zhì)的軟弱地基。不僅如此，軟土工程利用條件差，具有強(qiáng)度低、孔隙比大、含水量高、壓縮系數(shù)大，其具有觸變性與流變性等特征，通常在外加荷載力的影響下，軟土地基會(huì)慢慢將孔隙水排除，從而導(dǎo)致孔隙比下降而致使出現(xiàn)固結(jié)變形的情況。同時(shí)，在土體超靜孔隙水壓力慢慢擴(kuò)散的情況下，土的有效應(yīng)力也會(huì)加大，從而將其沉降速度提高或是沉降提前完成。而一般情況下天然軟土地基的淺基礎(chǔ)是無(wú)法達(dá)到整體穩(wěn)定需求，必須使用樁基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行加固。樁基礎(chǔ)憑借其較強(qiáng)的抵御荷載性質(zhì)以及強(qiáng)大的承載能力在軟土地基中得到了廣泛的應(yīng)用，其能夠憑借其強(qiáng)大的剛度均勻的傳遞荷載至下部各個(gè)支撐中。相較于其他基礎(chǔ)來(lái)說，樁基礎(chǔ)具有高承載力、施工快捷、效果良好、投資較低等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際選擇樁基類型時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合上不結(jié)構(gòu)形式、荷載力性質(zhì)、樁基使用要求、荷載力大小以及作業(yè)環(huán)境等因素進(jìn)行確定。如若是在軟土地基中，則應(yīng)當(dāng)宣達(dá)樁徑的樁基礎(chǔ)，并將鋼筋籠的直徑相應(yīng)減小。

2.風(fēng)化巖地質(zhì)樁基礎(chǔ)類型選擇

風(fēng)化巖通常指的是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的大氣、太陽(yáng)輻射、生物以及水的作用下，地表土層巖石出現(xiàn)疏松、破碎以及礦物質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。通常該過程也被稱之為風(fēng)化作用。地表巖石于原地出現(xiàn)機(jī)械破碎，但是其并未產(chǎn)生新物，同時(shí)其化學(xué)成分也沒有出現(xiàn)變化的作用通常叫做物理風(fēng)化作用。如礦物巖石的鹽分結(jié)晶、冰劈作用、熱脹冷縮、層裂等都可能會(huì)導(dǎo)致巖石破碎而提及慢慢變小直至完全碎裂。在氧氣、水分以及二氧化碳作用下地表巖石的礦物成分以及化學(xué)成分發(fā)生改變，且生成新的礦物的情況通常叫做化學(xué)風(fēng)化作用。一般說來(lái)，全部巖石均會(huì)發(fā)生風(fēng)化，然而并非全部巖石都依照相同速率以及路徑來(lái)發(fā)生變化，通過長(zhǎng)期對(duì)各種環(huán)境下巖石風(fēng)化情況進(jìn)行觀察可以發(fā)現(xiàn)，巖石風(fēng)化主要是受到地形條件、氣候環(huán)境以及巖石特征等因素影響。因?yàn)閹r石類型不同，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及礦物組成也有所不同，而礦物類型不同其溶解性也存在較大差異。而礦物力度、孔隙分布情況、層理以及節(jié)理等均影響著巖石的表面積與易碎性。所以在對(duì)風(fēng)化巖地質(zhì)來(lái)選擇樁基類型時(shí)，必須要結(jié)合其實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行。如，對(duì)于地表風(fēng)化較硬的巖石層主要選擇的是爆破成孔樁、鉆孔擴(kuò)底樁以及長(zhǎng)螺旋鉆孔樁等類型樁基礎(chǔ)，上述3種類型都是采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土形式。其中爆破成孔樁主要是將炸藥埋設(shè)與成孔位置處，炸碎巖石后再開挖成孔；鉆孔擴(kuò)底樁主要指的是利用鉆機(jī)鉆頭下鉆到實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)深度，在將鉆頭張開，逆向向上旋轉(zhuǎn)的工法；長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁通常是利用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)于特定點(diǎn)位上旋鉆成孔的施工工藝。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，在實(shí)際巖土工程勘察設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)明確土基持力層的確定因素，并全面掌握作業(yè)地點(diǎn)各類土質(zhì)的構(gòu)造成分，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)來(lái)合理選擇樁基礎(chǔ)成孔方式，以確保樁基礎(chǔ)任務(wù)得以高效完成，并確保整體工程的穩(wěn)固與安全。

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