建筑樁基礎和后澆帶的設計

傅艷

（淮北工業建筑設計院有限責任公司，安徽 淮北 235000）

1 樁平面布置原則

1.1 力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結構的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。

1.2 在縱橫墻交叉處都應布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。

1.3 同一結構單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。

1.4 大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內。

1.5 在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。

1.6 剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。

2 樁端進入持力層的最小深度

2.1 應選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d（d 為樁徑）；砂土及強風化軟質巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強風化硬質巖不宜小于1d，且不小于0.5m。

2.2 樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁，樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰巖或其他未風化硬質巖時，嵌巖深度可適當減少，但不宜小于0.2m。

2.3 當場地有液化土層時，樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩定土層，進入深度應由計算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m。

2.4 當場地有季節性凍土或膨脹土層時，樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩定性驗算確定，其深度不應小于4倍樁徑，擴大頭直徑及1.5m。

3 樁型選擇原則

樁型的選擇應根據建筑物的使用要求，上部結構類型、荷載大小及分布、工程地質情況、施工條件及周圍環境等因素綜合確定。

3.1 預制樁（包括混凝土方形樁及預應力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰巖地區、從軟塑層突變到特別堅硬層的巖層地區均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。

3.2 沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對于樁群密集，且為高靈敏度軟土時則不適用。由于該樁型的施工質量很不穩定，故宜限制使用。

3.3 在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應考慮擠土效應對于環境和質量的影響，必要時采取預鉆孔。設置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風化不均、軟硬變化大的巖層；如持力層為硬質巖層或地層中夾有大塊石等，則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可采用長短螺旋鉆機干作業成孔成樁。鉆（沖）孔時需泥漿護壁，故施工現場受限制或對環境保護有特殊要求的，不宜采用。

3.4 人工挖孔樁適用于地下水水位較深，或能采用井點降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質土者。成孔過程可能出現流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。

3.5 鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費用昂貴，一般不宜采用。當場地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時，若采用混凝土預制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質量，或為了要趕工期，此時可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應為較硬的土層或風化巖層。

3.6 夯擴樁，當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可采用夯擴樁。由于夯擴樁為擠土樁，為消除擠土效應的負面影響，應采取與上述預制樁和沉管灌注樁類似的措施。

4 后澆帶設計

4.1 后澆帶的合理設置

因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶，帶寬800～1000mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶，包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好，直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時，沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。

基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋，以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施，如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時后澆帶中設置適量加強鋼筋，如梁面、底鋼筋相同等措施。

設計者必須認真對待由于超長給結構帶來的不利影響，當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時，必須采取切實可行的措施，防止結構開裂。在適當增大伸縮縫最大間距的各項措施中，在結構施工階段采取防裂措施是國內外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法，我國常用的做法是設置施工后澆帶。另外，當建筑物存在較大的高差，但是結構設計根據具體情況可不設置永久變形縫時，例如高層建筑主體和多層（或低層）裙房之間，也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶，前者可稱之為收縮后澆帶，后者可稱之為沉降后澆帶。

必須指出的是，后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮，它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中，更不能替代伸縮縫。有一些結構設計者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯誤的，因為兩者的作用并不相同。

當地下室結構超長過多，單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時，可以考慮采用補償收縮混凝土，在適當位置設置膨脹加強帶。采用這種方法，不僅可以進一步增大伸縮縫最大間距，而且可以用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶，從而實現混凝土的連續澆筑即無縫施工。但應注意，采用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶時，膨脹加強帶的位置應設置在結構溫度應力集中部位，并應制定嚴格的技術保障措施，保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確，結構設計應對地下室結構各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。

4.2 后澆帶位置的設計

施工后澆帶的位置，應根據基礎和上部結構布置的具體情況確定，不能想當然，搞一刀切。后澆帶應設置在結構受力較小處，一般在梁、板跨度內的三分之一處，結構彎矩和剪力均較小，且宜自上而下對齊，豎向上不宜錯開，后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設置后澆帶時，后澆帶宜處于裙房一側，且在結構設計上，應注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造，提高縱向鋼筋配筋率，用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力，尚應采取其他措施，通?？煽紤]以下方法：

4.2.1 高層建筑采用樁基或其他地基基礎處理方法，或補償基礎，盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積，減小高層建筑基礎底面接觸壓力，而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等，調節高層建筑與裙房之間的差異沉降。

4.2.2 盡量減小裙房部分基礎與地基的接觸面積，即盡量增大裙房部分的基礎底面接觸壓力，加大裙房的沉浸量。

4.2.3 結合高層建筑埋置深度要求，調整高層建筑地下室高度，使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上，可有效地減小高層建筑的沉降量。

5 小結

樁基工程是一繁重而復雜的過程，我們設計人員一定要考慮到每一個環節，統籌兼顧，從各方面使之合理化。好的設計不僅僅是要保證建筑物安全，更要使設計經濟合理.進行地基基礎設計時，結構設計者應結合工程具體情況，多方面對比，選擇經濟合理的方案。

[1]《建筑地基基礎設計規范》GBJ-7-89.

[2]《建筑樁基技術規范》JGJ94-94.

[3]《建筑地基處理技術規范》GBJ79-91.