土木工程樁基礎種類及適用特點分析

陳俊伊+馬廣東+呂榮鑫+孫玉川+陳星亮+包琳

摘 要：改革開放到現在，我國的經濟建設已經取得了很大的成果，并且隨著城市化進程的推進，城市用地緊張直接推動高層建筑的發展。高層建筑的造價往往比是比較高的，其中基礎部分對于高層建筑的穩定性起到了決定性的作用。高層建筑樁基礎種類分為很多個類型，這就需要我們在實際施工過程中結合工程的具體要求來選用，選用合理的方案不僅可以保證投資能夠落到實處，并且有效節約造價，所以結構設計人員首先應該具有扎實的理論基礎，并且還要在實踐中將其不斷完善。本文針對樁基礎的種類進行了詳細介紹，并且簡要分析了其特點。

關鍵詞：土木工程；樁基礎；種類；特點

對于一個建筑工程來說，樁基礎的作用有很多方面，其往往應用在上層和下層之間的軟固體部位上。適用于樁基礎的情況有以下幾個類型。（1）該高層建筑所處區域的天然地基承載力不足。（2）該地區地基難以使用加固技術，或者會造成較高的經濟成本。（3）地基穩固性不足，荷載分布上存在較嚴重的不均勻，容易造成不均勻沉降。（4）地籍土質上存在嚴重問題，例如其類型為也畫圖是和膨脹土等等。（5）和周邊建筑距離不足，互相之間容易產生影響。所以這樣看來，裝機技術在軟土地基的處理中已經得到了廣泛應用，尤其是海洋平臺、重建建筑和橋梁碼頭等工程中使用已經非常普遍。

1 人工挖孔樁的適用范圍

（1）高層建筑高度較高，導致其縱向的荷載力很大，或者是該建筑工程對于不均勻沉降有特殊要求、嚴格限制傾斜率的建筑。

（2）該廠房有大噸位級吊車。

（3）該建筑自重較大，如果直接采用其天然基礎就會造成較大的沉降量，或者該建筑具有較高的重要性，不允許沉降出現。

（4）該建筑具有大面積堆載情況，例如港口和倉庫等等結構，如果直接用柔軟底層作為自己地就非常容易出現變形，導致不均勻沉降情況的出現。

（5）不適合作為基礎持力層，舉例來說，其地表有暗流和神坑，地表的柔弱土層厚度較大等等。

2 預制樁

2.1 預制樁的特點

由于這種樁體是提前預制的，所以非常容易進行檢查，這就確定了其質量容易得到保證，預制樁在水下施工的實用性非常好，其主體結構是結構非常穩固的混凝土，所以具有很強的抗腐蝕能力。這種施工技術下，施工現場非常機械化程度高，所以現場易于管理，不會因為灌注樁操作而導致施工現場泥漿遍地的情況，也省去了施工人員挖空成樁的時間。從另一方面來看，由于其施工前不需要太長的準備，正常來說三到四天即可完成，并且建設時間較短，所以是其施工年周期較短。除此之外，預制樁技術的優勢還在于單樁就具有了較高的承載力，即便地質條件變化很大，也有較好的適應性。正常來說，管樁樁節的長度是不一樣的，最短的可能為4米，最長的可能達到16米，搭配起來非常自由靈活，也可以結合現場的情況來對整個樁的長度進行調整，避免造成資源的浪費。

但預制樁也存在一定的缺點，預制樁很難把較堅硬的底層穿透，當堅硬地層下面還有需要穿過去的相對來說軟弱一些的土層時，就需借助其他施工設施和方法；預制樁作為擠土樁，在施工時很容易使周圍地面發生隆起，有時還可使已經安置好的鄰位樁發生上浮；預制樁價格比灌注樁要高，因為預制樁是根據搬用、吊裝及壓入樁應力進行設計的，所以比正常工作載荷要求要大很多，所用到的鋼量也很大，此外在接裝過程中，還要增加一定費用；而由于受到起吊成本能力制約，單節樁不要選擇太長的使用，通常一般的就可以了。

2.2 適用條件

如果持力層上面覆有松軟土層，并且中間夾層也比較柔軟的條件下，使用預制樁會起到最好的效果。如果該工程需要大面積打樁的話，也推薦使用預制樁，預制樁技術工序簡便，所以工期較短，有效控制施工時間，另外打樁數量較多也可以大大降低其成本。

3 灌注樁

3.1 概念

灌注樁是指在建筑工地現場成孔，并在現場灌注混凝土時制成的樁，是用樁機設備在施工現場就地成孔或者是采用人工挖孔，在孔內放置鋼筋籠，其深度和直徑應據工程地質報告，由設計單位所決定。

3.2 特點

（1）適用于不同土層；（2）樁長可因地而改變，沒有接頭。目前鉆孔灌注樁直徑已達2.0米，有的樁長達88米，例如上世紀80年代修建濟南黃河斜拉橋鉆孔灌注樁直徑為1.5米，樁長達82至88米；（3）在只承受軸向壓力時，只需配置少量構造鋼筋。需配置鋼筋籠時要按照工作荷載要求布置，節約鋼材；（4）單樁承載力較大（采用大直徑鉆孔和挖孔灌注樁時）；（5）一般情況下比預制樁經濟實用；（6）樁身質量不好控制，易出現斷樁、縮頸、露筋和夾泥現象；（7）樁身直徑較大，孔底沉積物不容易清除干凈（除人工挖孔灌注樁外），因而單樁承載力變化較大；（9）通常不適用水下樁基。但在橋樁（大橋）施工中，有采用鋼圍堰（大型橋梁）中進行水鉆灌注樁施工，如南京長江二橋在進行橋樁施工時，采用大直徑圍堰，然后在圍堰中進行水鉆灌注樁施工工藝，保證樁基施工質量。

3.3 施工工藝

（1）沉管灌注樁。沉管灌注樁現已廣泛用于多層住宅房建當中，有時采用單打，有時采用復打工藝，主要據土層松軟程度和單樁承載力來決定。適用于持力層層面起伏較大、且樁身穿越土層主要為高、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。由于該樁型施工質量很不穩定，所以有時會限制使用。

（2）水鉆孔灌注樁。此類樁除了在碎石土、自重濕陷性黃土、礫石層中不適合使用，其余土層基本上都適用。目前對單樁承載力較大高層建筑、大跨度工業廠房、大型橋梁等工程中，基本都使用水鉆孔灌注樁。

（3）螺旋鉆孔灌注樁。螺旋鉆孔灌注樁適用于基本無地下水，且樁長有一定限制，一般不能穿過卵石礫石層，這種樁形屬非擠土型干鉆孔樁，不需泥漿護壁，因此施工工期比水鉆孔灌注樁要短，現場無泥漿污染。

4 總結

在施工那種使用樁基礎，其優勢是非常明顯的，具有較高的承載力和較小的沉降量，并且沉降比較均勻，但是其中有很多種施工方式可以選用，所以這就需要我們結合具體的工程需要和地質條件來進行選擇。目前隨著技術的不斷進步，已經有越來越多的施工技術在不斷投入使用，并且也將在實踐中繼續完善。樁基礎設計和施工比較復雜，所以工作人員應該認真對待每一個細節，保證整個結構的穩定合理。在本文將當前一些常用的樁基結構進行了簡要介紹，希望可以指導以后的施工工作。

參考文獻

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*作者簡介：馬廣東（1979，02-），男，碩士，講師，從事建筑工程，工程圖學研究。