淺議南京地區(qū)樁基設(shè)計(jì)中存在的問題論文
摘要：介紹在樁基施工圖設(shè)計(jì)中存在的常見而又重要的問題，并給出相關(guān)的解決措施。
關(guān)鍵詞：南京 樁基
1、引言
樁基是一種歷史悠久且應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)形式，常用于豎向荷載大而集中或受大面積地面荷載影響的結(jié)構(gòu)以及在沉降方面有較高要求的建筑物的基礎(chǔ)。南京地區(qū)工程建設(shè)中七層以上和軟弱地基上的建筑物絕大多數(shù)采用樁基礎(chǔ)，通過對(duì)建設(shè)工程施工圖審查和工程質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)仍然存在許多質(zhì)量問題，如沉降不均，沉降過大，結(jié)構(gòu)開裂和嚴(yán)重傾斜等，不少問題仍然出于設(shè)計(jì)；另一方面也是由于建筑師追求新穎獨(dú)特使結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，超規(guī)范設(shè)計(jì)造成。為了提高南京地區(qū)樁基設(shè)計(jì)質(zhì)量，筆者就樁基施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析總結(jié)，這里對(duì)較為典型的問題進(jìn)行分類列舉，供今后的設(shè)計(jì)中借鑒，并希望能引起重視。
2、常見問題
（1）標(biāo)高與平面布置
標(biāo)高和平面位置布置是樁基設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線確定樁位樁長(zhǎng)的重要依據(jù)，但實(shí)際設(shè)計(jì)中容易被忽略，存在的問題如：柱底軸力圖的柱網(wǎng)關(guān)系與建筑圖不一致；樁群承載力合力點(diǎn)與長(zhǎng)期荷載重心偏離過大；建筑、結(jié)構(gòu)兩專業(yè)均未給出±0的絕對(duì)標(biāo)高值以至無法確定基礎(chǔ)埋深、持力層及軟弱下臥層的影響；存在±0“待江邊公路標(biāo)高提供后確定” 的使樁標(biāo)高無法確定的提法；勘察報(bào)告上標(biāo)高與設(shè)計(jì)所用標(biāo)高不一致，無法確定持力層的標(biāo)高；樁基礎(chǔ)施工圖中沒有明確持力層層號(hào)及樁進(jìn)入持力層的深度；某工程端承樁設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層2米，同時(shí)又規(guī)定樁長(zhǎng)，樁是雙控還是以一種為主控制不明確，施工難以掌握等問題。
（2）樁基設(shè)計(jì)等級(jí)
根據(jù)樁基破壞造成建筑物的破壞后果的嚴(yán)重性，樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)GB50007-2002第3.0.1條和JGJ94－94第3.3.3條選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)等級(jí)，樁基是否進(jìn)行沉降計(jì)算和如何確定樁基承載力與其設(shè)計(jì)等級(jí)直接相關(guān)，設(shè)計(jì)中若不注意就會(huì)有如下的常見問題：結(jié)施說明地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)，而實(shí)際情況應(yīng)為甲級(jí)或乙級(jí)的誤定等級(jí)，其結(jié)果是未進(jìn)行沉降驗(yàn)算，違反GB50007－2002第8.5.10條；樁基設(shè)計(jì)圖等級(jí)未標(biāo)注，設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)為甲級(jí)或乙級(jí)時(shí)，單樁豎向承載力特征值未通過靜載試驗(yàn)確定，違反GB50007-2002第8.5.5條等。
�。�3）地下水位
為人防設(shè)施和停車需要，城市建設(shè)中建造了大量的地下室及地下車庫，必然帶來了與地下水有關(guān)的抗浮和抗拔樁設(shè)計(jì)等相關(guān)問題。由于影響到建設(shè)工期和投入的建設(shè)費(fèi)用，地下水位問題也開始變得突出。目前設(shè)計(jì)中有關(guān)地下水的問題如：水浮力計(jì)算所取水位與地質(zhì)報(bào)告提供的常年水位不一致，且計(jì)算偏小，違反了GB50007-2002第3.0.2條和JGJ94－94第5.2.17條；抗浮驗(yàn)算不滿足要求，未進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，違反GB50009-2001第3.2.5條；錨桿抗拔力計(jì)算不符合GB50007-2002第8.6.3條；樁基豎向承載力計(jì)算豎向荷載對(duì)扣除水浮力的多少把握不當(dāng)，未按不利原則設(shè)計(jì)；抗拔樁混凝土用C20，不符合其環(huán)境類別的耐久性要求，違反GB50010-2002第3.4.2條；未進(jìn)行樁身抗裂驗(yàn)算，違反GB50007-2002第8.5.8條；地下車庫設(shè)計(jì)未注單樁抗拔承載力數(shù)值，未做基樁材料受拉驗(yàn)算，鋼筋部分切斷，未通長(zhǎng)，不符合JGJ94-94第5.2.17條和4.1.3.2條；設(shè)計(jì)中用管樁作為抗拔樁，正常情況下不宜用管樁作為抗拔樁如果使用應(yīng)進(jìn)行樁身受力及抗裂驗(yàn)算，抗拔管樁的接樁節(jié)點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行抗拔驗(yàn)算等。
正常使用階段存在的抗浮問題，則需要進(jìn)行專門的抗浮設(shè)計(jì)，常用有抗拔樁、抗拔土錨、利用基坑支護(hù)樁和增加地下車庫覆土厚度等設(shè)計(jì)方法。對(duì)于施工期間存在抗浮問題的只需要在施工期間注意降排水和監(jiān)測(cè)即可。
（4）荷載與承載力
為了樁基設(shè)計(jì)符合安全實(shí)用，經(jīng)濟(jì)合理的要求，上部荷載和樁基承載力的準(zhǔn)確計(jì)算和取值是至關(guān)重要的，基樁設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載取值應(yīng)全部按新版規(guī)范GB50009-2001要求，如果計(jì)算不準(zhǔn)確就會(huì)留下安全隱患或造成浪費(fèi)。設(shè)計(jì)中關(guān)于此方面比較有代表性問題如：樁基設(shè)計(jì)未按GB50007-2002第3.0.4條采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，造成用樁量偏多；設(shè)計(jì)用“Nmax”組合值設(shè)計(jì)不合適，應(yīng)采用“D+L”標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)工程樁，再用“Nmax” 組合值進(jìn)行校核；單樁荷載按均分計(jì)算與實(shí)際不符；存在嚴(yán)重液化土層的影響，樁基承載力未進(jìn)行折減；樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基樁承載力計(jì)算不符合JGJ94-94第5.2.2.2條。再如某工程單樁承載力設(shè)計(jì)值，計(jì)算書為600mm樁，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)為550mm樁，兩者不一致；樁基礎(chǔ)的單樁承載力設(shè)計(jì)值大于樁身強(qiáng)度，違反了GB50003-2002第8.5.9條；樁基中部分基樁受荷超過了單樁承載力設(shè)計(jì)值，違反了GB50007-2002第8.5.4條；施工圖未說明單樁承載力設(shè)計(jì)值；某工程主樓采用φ800樁，要求極限荷載10500KN，而單樁承載力特征值為6000KN不滿足GB50007-2002附錄Q第7條安全系數(shù)大于2的要求；還有如人工挖孔樁未擴(kuò)底，造成人工挖孔樁身直徑過大，應(yīng)采用擴(kuò)底來提高承載力，一方面節(jié)約土方和混凝土量0-40%，另外也解決了樁身配筋率過小的不足等。
�。�5）載荷試驗(yàn)
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)的樁基承載力須根據(jù)載荷試驗(yàn)確定，南京地區(qū)有部分樁基沒有按規(guī)范此要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，試樁僅起了驗(yàn)樁的作用。試樁中存在的代表性的問題如：實(shí)際試樁條件與設(shè)計(jì)圖紙不匹配；未注明試樁位置及數(shù)量。樁基設(shè)計(jì)圖中未先行試樁，不符合GB50007-2002第8.5.5；某工程圖紙要求單樁承載力設(shè)計(jì)值為1700KN，而試樁報(bào)告僅為1500KN，二者不符；某工程總樁數(shù)超過400根，僅做2根試樁，不滿足JGJ94-94第5.2.5條的規(guī)定，試樁數(shù)按GB50007-2002第8.5.5條至少為3根，并不少于1%；未注明試樁的具體要求和樁的測(cè)試要求，違反GB50007-2002第10.1.7和10.1.8條的規(guī)定；試樁未提明確要求，大直徑樁用小應(yīng)變測(cè)試不合適，違反GB50007-2002第8.5.5-1條。某工程試樁極限承載力未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的2倍，違反GB50007-2002附錄H。某工程試樁樁徑（φ600）與設(shè)計(jì)用樁（φ500）不一致；某工程人工挖孔樁的試樁要求僅作二根大應(yīng)變動(dòng)測(cè)，不符合JGJ94-94第9.2.2條規(guī)定；某工程鉆孔灌注樁僅試了三根，且結(jié)果離散性大，錘擊樁僅試了二根，數(shù)量偏少，不能作為設(shè)計(jì)依據(jù)，違反了GB50007-2002第8.5.5條。某工程試樁計(jì)算樁頂標(biāo)高為6.8米、8米，而圖紙中為6.3米，對(duì)計(jì)算結(jié)果影響沒考慮；承受水平力與上拔力的樁未按GB50011-2001第8.5.6條的要求做抗拔，抗水平力試驗(yàn)。
在南京地區(qū)樁基成樁的可行性或樁的可打性設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)引起注意，否則也會(huì)引起設(shè)計(jì)不當(dāng)，如某工程設(shè)計(jì)樁基進(jìn)入第4層強(qiáng)風(fēng)化砂巖2.5米，但有半數(shù)樁需穿越厚4-8米的第3層硬粉質(zhì)粘土，設(shè)計(jì)選擇振動(dòng)沉管工藝則不合適。某工程樁端持力層定為③-2硬性粘土層，就需要采用可靠的措施，并采用試樁的經(jīng)驗(yàn)以保證沉樁的可靠性。
�。�6）沉降計(jì)算
建筑物對(duì)沉降差和沉降反應(yīng)比較敏感，因此規(guī)范 GB5007-2002第3.0.2條、第5.3.10條、第8.5.10條對(duì)沉降計(jì)算進(jìn)行了嚴(yán)格的界定，但由于沉降計(jì)算方法和土工參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定目前還不完善，因此設(shè)計(jì)中不可避免的存在不少問題如：摩擦型樁未進(jìn)行沉降計(jì)算違反了GB50007-2002第8.5.10條；高層基礎(chǔ)與裙樓基礎(chǔ)未設(shè)置沉降縫，未采取有效措施減少差異沉降及影響，違反了JGJ3-2002第12.1.8條規(guī)定；在同一整體大面積基礎(chǔ)上建有多棟高層和低層建筑，未按GB50007-2002第5.3.10條規(guī)定進(jìn)行變形計(jì)算；同一結(jié)構(gòu)單元采用了不同的基礎(chǔ)形式，未進(jìn)行沉降計(jì)算，違反GB50011-2001第3.3.4條；同一結(jié)構(gòu)單元部分用天然地基部分用樁基，不符合GB50011-2001第3.3.4條，未進(jìn)行沉降差計(jì)算，不滿足GB50007-2002第5.3.4條；
某工程由于主樓與裙樓上部結(jié)構(gòu)荷載差異很大，二者樁型、樁長(zhǎng)、樁持力層均有較大差異，未進(jìn)行沉降驗(yàn)算，后澆帶是實(shí)際解決此類問題較為實(shí)用的方法，但總說明中也未見后澆帶的施工要求；結(jié)施說明地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，未進(jìn)行沉降驗(yàn)算，違反GB50007－2002第8.5.10條；勘察報(bào)告揭示土層坡度大于10%，未按GB50007-2002進(jìn)行地基變形計(jì)算。
�。�7）配筋長(zhǎng)度與配筋率
為確保質(zhì)量，對(duì)不同樁型、不同受力特征、復(fù)雜土層條件下樁基的配筋長(zhǎng)度和配筋率規(guī)范中均有不同規(guī)定，此方面存在的問題如：未根據(jù)計(jì)算進(jìn)行配筋；挖孔樁樁徑不小于800mm，會(huì)有層數(shù)不多的情況下挖孔樁樁身配筋率有的過小，未按GB50007-2002第8.5.2條進(jìn)行合理調(diào)整；按JGJ94-94附錄D.0.6.4-(1)條要求，根據(jù)驗(yàn)算發(fā)現(xiàn)抗拔樁鋼筋配筋不足；抗拔樁未提供抗拔承載力特征值，抗拔樁未通長(zhǎng)配筋，違反JGJ94-94第4.1.3.2-(3)條；人工挖孔樁按端承載樁設(shè)計(jì)配筋長(zhǎng)度不滿足GB50007-2002第8.5.2-7.3條；基樁系摩擦端承樁，在坡地上（基巖坡差很大），基樁配筋宜通長(zhǎng)配置；沉管灌注樁鋼筋籠長(zhǎng)度未穿過軟弱層，不滿足GB50007-2002第8.5.2.7條等。
（8）樁間距
為了避免擠土效應(yīng)對(duì)成樁質(zhì)量的影響，設(shè)計(jì)中應(yīng)控制樁間距在允許范圍之內(nèi)。設(shè)計(jì)中存在的問題如：某工程項(xiàng)目大部分預(yù)應(yīng)力管樁樁距不滿足DB32/112-95第9.6.8條，尤其02棟B-D/2-5軸間樁距過小，考慮到施工的實(shí)際情況，采用跳打方式不是解決問題的最佳途徑，首先應(yīng)考慮調(diào)整布樁。某工程有部分樁間距不能滿足JGJ94-94第3.2.3.1條；某工程01棟與05棟間二排樁之間樁間距不足；某項(xiàng)目采用的“A”型壓樁，根據(jù)97G3611圖集說明，應(yīng)用“B”型，相鄰?fù)诳讟稊U(kuò)大頭凈距小于1m，違反GB50007-2002第8.5.2.1條等。
�。�9）樁身強(qiáng)度與耐久性
新規(guī)范對(duì)樁身強(qiáng)度驗(yàn)算和耐久性提高了要求，由于重視不夠，存在問題不少：樁身強(qiáng)度未驗(yàn)算，違反了GB5007-2002第8.5.9條；未見地下砼構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對(duì)應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度，不符GB50010-2002 第9.2.1條；結(jié)施圖中未注明結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別，違反GB50010-2002第3.4條；施工圖未注明樁身砼強(qiáng)度等級(jí)，未根據(jù)場(chǎng)地的環(huán)境類別及設(shè)計(jì)要求決定砼強(qiáng)度等級(jí)；勘察報(bào)告上場(chǎng)地環(huán)境類別Ⅲ類，基礎(chǔ)砼強(qiáng)度等級(jí)C25，不符合GB50010-2002第3.4.2條；基礎(chǔ)主筋保護(hù)層厚度不大于40mm，違反GB50010-2002第9.2.1條。保護(hù)層最小厚度是50mm，未按GB50010-2--2第9.2.4條采取防裂構(gòu)造措施。
�。�10）質(zhì)量檢驗(yàn)
質(zhì)量檢驗(yàn)基本屬于施工階段的問題，少量問題如：某工程地下車庫的抗拔樁載荷試驗(yàn)及質(zhì)量檢驗(yàn)要求未明確，設(shè)計(jì)時(shí)未按GB50007-2002第10.1.7和10.1.8條的要求提出樁的檢測(cè)要求，設(shè)計(jì)階段存在的此類問題相對(duì)較少。
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