新舊建筑樁基技術(shù)規(guī)范內(nèi)容對(duì)比

劉兆恩

（綏濱縣鼎泰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，黑龍江 綏濱156200）

新的技術(shù)規(guī)范自2008 年起生效，它總結(jié)了中國(guó)近幾年的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，吸收了十多年在該領(lǐng)域具有實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益的新的科學(xué)研究成果，并打破了樁基設(shè)計(jì)中的一些傳統(tǒng)概念。從新規(guī)范的實(shí)施到今天，樁基的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)理論有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，進(jìn)一步提高了我國(guó)的建筑水平。

1 樁基概念設(shè)計(jì)概述

1.1 樁基的概念設(shè)計(jì)

樁基的概念設(shè)計(jì)是將土壤學(xué)、力學(xué)、巖土特性、地質(zhì)演化等的科學(xué)定律、地下水滲漏、不同的施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)體系的不同特性、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)因素等綜合應(yīng)用在樁基設(shè)計(jì)方案中。在最終確定樁基設(shè)計(jì)方案時(shí)，主要涉及使用基本概念來(lái)確定樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和布局并分析計(jì)算結(jié)果。

1.2 樁基設(shè)計(jì)的重要性

樁基的變形對(duì)整個(gè)建筑物的安全都至關(guān)重要，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就很難解決，有些項(xiàng)目甚至被迫拆除，而有些項(xiàng)目則會(huì)大大影響使用壽命。在不能精確地確定與變形相關(guān)的兩個(gè)主要參數(shù)的計(jì)算時(shí)，也無(wú)法近似計(jì)算樁基的變形。因此，在考慮基礎(chǔ)變形對(duì)基礎(chǔ)本身和上部結(jié)構(gòu)的影響等問(wèn)題時(shí)，很大程度上取決于概念。地基的土壤不同，項(xiàng)目的性質(zhì)也不同，影響因素很多。樁基的施工技術(shù)很多，樁基類型的選擇也取決于基本概念。

2 基本設(shè)計(jì)規(guī)定的調(diào)整

2.1 樁基礎(chǔ)抗力參數(shù)和樁基安全等級(jí)的修改

新發(fā)布的建筑樁基技術(shù)規(guī)范中用綜合安全系數(shù)K 代替荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)，用樁的最大支撐能力和綜合安全系數(shù)K 作為樁基礎(chǔ)耐久性的基本參數(shù)，刪除了舊規(guī)范中用可靠性指標(biāo)來(lái)測(cè)量樁基的可靠性，使用由分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式來(lái)計(jì)算的方法。新的規(guī)范將舊規(guī)范中的建筑安全級(jí)別更改為“建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)級(jí)別”，并對(duì)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了細(xì)化。舊的樁基技術(shù)規(guī)范分為1、2 和3 等級(jí)，修訂后的樁基技術(shù)規(guī)范與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，對(duì)樁基設(shè)計(jì)分為甲、乙和丙三類。

2.2 布樁的最小間距和混凝土耐久性的規(guī)定

最新修改的樁基礎(chǔ)建筑規(guī)范規(guī)定了提供了樁之間的最小距離。在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，除了滿足樁的最小中心距離之外，還需要注意施工順序的影響和沉樁速度的影響。樁基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)工程的重要組成部分，對(duì)建筑物的安全起著至關(guān)重要的作用。與地上的混凝土結(jié)構(gòu)相比，混凝土樁基礎(chǔ)的環(huán)境條件差，施工過(guò)程中混凝土的質(zhì)量難以保證，而且其耐久性也較差。上述所有問(wèn)題都要求樁基礎(chǔ)的混凝土必須滿足耐久性要求。

3 對(duì)樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整

結(jié)構(gòu)的規(guī)定是對(duì)多年工程設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和反映，必須正確理解樁基的結(jié)構(gòu)要求。在設(shè)計(jì)中，規(guī)范中規(guī)定的結(jié)構(gòu)要求是需要設(shè)計(jì)滿足的最低條件，但并不是說(shuō)滿足了結(jié)構(gòu)要求就可以確保工程的安全，必須根據(jù)實(shí)際的受力條件、地質(zhì)條件和施工條件來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

4 增加了變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的方法

4.1 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢(shì)

變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)方法，可以調(diào)整樁基礎(chǔ)豎向支撐的剛度分布，從而使得樁基礎(chǔ)均勻沉降。變剛度調(diào)平的設(shè)計(jì)是新規(guī)范的主要內(nèi)容，它代表了一種與舊建筑樁基礎(chǔ)的技術(shù)規(guī)范不同的基本思想。變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的目的是減少差異沉降，并減少承臺(tái)和上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，它具有節(jié)省資源、節(jié)省材料、改善樁基的工作形狀以及延長(zhǎng)建筑物壽命的優(yōu)點(diǎn)。天然地基和均勻分布的樁的垂直支撐剛度在初始狀態(tài)下均勻分布，當(dāng)上面剛度優(yōu)先的承臺(tái)端受到均勻的載荷強(qiáng)度時(shí)，地基或樁群的垂直變形具有碟形分布的特點(diǎn)，并且豎向的支撐剛度與從原始的分布平衡變成了內(nèi)部弱外部強(qiáng)?；A(chǔ)的沉降會(huì)導(dǎo)致上部位置的裂縫或?qū)е禄A(chǔ)彎矩的增加，從而產(chǎn)生非常不利的影響。

4.2 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

為了避免不利影響，可以在天然的地基滿足承重能力要求時(shí)，在局部加固較大荷載的區(qū)域，具體方法包括使用復(fù)合地基或局部樁基。如果建筑物的荷載分布均勻，則必須更改樁的長(zhǎng)度。如果是與主體相連的建筑基礎(chǔ)，則必須使用樁基礎(chǔ)來(lái)加固主體，并使用疏短樁、天然地基、復(fù)合地基等來(lái)弱化裙房。基于概念設(shè)計(jì)，可以通過(guò)計(jì)算進(jìn)一步優(yōu)化樁基的布局，從而可以提高承臺(tái)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

5 增加了灌注樁的后注漿施工技術(shù)

新舊建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范中有關(guān)灌注樁的施工過(guò)程的技術(shù)規(guī)范一般都是相同的，如垂直度、孔深和鋼筋位置等，并符合項(xiàng)目驗(yàn)收的規(guī)范。后注漿技術(shù)是最近才出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，是中國(guó)的一項(xiàng)專利技術(shù)。該技術(shù)在樁的底部和側(cè)面灌漿來(lái)加固沉積物和泥漿，特別是在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，水泥漿被注漿泵壓到樁的周圍和末端的土壤層，通過(guò)加強(qiáng)樁周圍和樁底部的土壤層，改善了樁與土壤之間的界面的力學(xué)狀況，并減少了樁基礎(chǔ)的沉降，從而提高了樁的穩(wěn)定性。使用后灌漿技術(shù)后，灌注樁的承載能力可以提高30%～50%。此過(guò)程的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它可以最大程度地發(fā)揮材料的強(qiáng)度并節(jié)省大量資金。灌注樁的后壓漿技術(shù)不斷得到推廣和使用，使用此技術(shù)的大型建筑物包括首都機(jī)場(chǎng)、河北三河天闊花園高層住宅樓、濟(jì)寧萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)等，效果非常好。憑著其顯著的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，灌注樁后注漿技術(shù)已被越來(lái)越多的設(shè)計(jì)單位接受和應(yīng)用。同時(shí)，該技術(shù)也受到大多數(shù)樁基施工單位的尊重，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以使施工單位確保施工質(zhì)量。

6 關(guān)于樁基承載力計(jì)算方法的調(diào)整

6.1 計(jì)算承載力標(biāo)準(zhǔn)值取值的調(diào)整

在舊的樁基技術(shù)規(guī)范中，抗力是承載力的設(shè)計(jì)值R，它和垂直極限承載能力的標(biāo)準(zhǔn)值的表達(dá)式為R=Quk/rsp，其中rsp 為1.60～1.70，這是樁基礎(chǔ)垂直承載力的抗力分項(xiàng)系數(shù)。在新規(guī)范中，上層結(jié)構(gòu)的荷載作用的主要組合被設(shè)計(jì)值取代，標(biāo)準(zhǔn)組合被特征值取代。在不降低安全性的情況下，將分項(xiàng)系數(shù)轉(zhuǎn)換為了單個(gè)系數(shù)K。新規(guī)范中的K 值與舊規(guī)范中的rsp 值不同，單樁的垂直承載能力的特征值為Ra=Quk/K，而Quk 是最大垂直軸承的標(biāo)準(zhǔn)值，則K=2。

6.2 對(duì)于樁基效應(yīng)系數(shù)的調(diào)整

在一定條件下，效應(yīng)系數(shù)大于1，但樁基礎(chǔ)的承載力不均勻，中間樁的承載力也較小，因此新規(guī)范取消了端部電阻、側(cè)部電阻和群樁的效應(yīng)系數(shù)。另外，內(nèi)部和外部區(qū)域中的群樁的效應(yīng)系數(shù)也被取消了，并由承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)代替。在面積比中，外部區(qū)域所占的比例較少，因此總承載能力將受到輕微影響。當(dāng)人為地?cái)U(kuò)大外部區(qū)域時(shí)，某些結(jié)構(gòu)可能會(huì)產(chǎn)生一種現(xiàn)象，即內(nèi)部和外部之間的差異沉降增加的現(xiàn)象，從而使總的彎矩增加，對(duì)建筑物產(chǎn)生不利影響。舊規(guī)范中承臺(tái)的效應(yīng)系數(shù)是唯一值，而在新規(guī)范中其被更改為了范圍值。

7 建筑樁基施工后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整

在舊的建筑樁基技術(shù)規(guī)范中，單樁承載力測(cè)得的是標(biāo)準(zhǔn)值，樁基檢測(cè)規(guī)范中得到的是特性值，在某些情況下，設(shè)計(jì)圖紙中會(huì)提出設(shè)計(jì)值。它們?nèi)咧g的關(guān)系不明確，給驗(yàn)收的工作人員的帶來(lái)了許多困難，并且在工作中的埋下了質(zhì)量隱患。當(dāng)前，在新的和舊的建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范中已經(jīng)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)值的概念，除了舊規(guī)范以外現(xiàn)行規(guī)范中已經(jīng)沒(méi)有設(shè)計(jì)值的概念，而舊規(guī)范中的特征值應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)值的統(tǒng)計(jì)值。總之，特征值是最常見(jiàn)也是最容易理解的。

8 結(jié)論

樁基的廣泛使用導(dǎo)致新的施工技術(shù)不斷被開發(fā)，技術(shù)人員需要更詳細(xì)和完整的規(guī)范來(lái)管理日常施工。新的建筑樁基技術(shù)規(guī)范基于廣泛的調(diào)查和研究，總結(jié)了建筑樁基的施工經(jīng)驗(yàn)，并吸收了該領(lǐng)域最新的科學(xué)研究成果。與舊規(guī)范相比，新的技術(shù)規(guī)范更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并且安全性得到了顯著提高，可以滿足技術(shù)工人的迫切需求。相關(guān)的技術(shù)人員必須仔細(xì)了解新規(guī)范的細(xì)節(jié)，以改善日常施工工作。