巖土工程中的樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)探討

葉江南

摘? ? 要：進(jìn)行巖土工程時(shí)，為了提高對(duì)樁基礎(chǔ)的利用效率，改善其功能性，做好樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)十分重要，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求，保證巖土工程樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的可靠性。基于此，本文對(duì)巖土工程樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的內(nèi)容展開詳細(xì)參數(shù)，希望可以提供借鑒。

關(guān)鍵詞：巖土工程;樁基礎(chǔ);工程設(shè)計(jì)

1? 引言

巖土工程樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)決定著整個(gè)工程的穩(wěn)定性和基礎(chǔ)，因此完善樁基礎(chǔ)工程使用方法，制定科學(xué)合理地的設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)工作的研究，提高樁基礎(chǔ)利用率，保證樁基礎(chǔ)工程質(zhì)量，進(jìn)而提高整體工程的安全性和穩(wěn)定性。

2? 巖土工程中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)鍵內(nèi)容概述

樁基礎(chǔ)施工是巖土工程施工的重要組成部分，巖土工程樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)對(duì)確保整體工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重要的作用，有助于提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且做好設(shè)計(jì)工作能夠大大減少工程施工中的風(fēng)險(xiǎn)隱患，為工程的順利開展奠定基礎(chǔ);最后，樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容及建設(shè)目標(biāo)，大大降低了工程成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。下面本文對(duì)巖土工程中樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1? 使用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念

進(jìn)行巖土工程樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)將先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念作為指導(dǎo)，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)的水平，那么何為先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，主要包括下述幾點(diǎn)：第一，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要具備創(chuàng)新的理念和意識(shí)，并將其與樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作相融合，具有創(chuàng)新的活力，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的創(chuàng)新，進(jìn)而保證樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、實(shí)用性及有效性;第二，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)具備精細(xì)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基設(shè)計(jì)效果、方案等的全面分析，進(jìn)而有效提高樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的水平，保證其能夠滿足工程要求[1]。圖1為樁基礎(chǔ)施工流程圖。

2.2? 明確樁基礎(chǔ)的各種參數(shù)

為了能夠有效提高樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性，應(yīng)該對(duì)多種要素進(jìn)行嚴(yán)密考慮，首先需要明確樁基礎(chǔ)的種類、截面及長(zhǎng)度等多種參數(shù)，確保后續(xù)樁基礎(chǔ)具有良好的性能。與相關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合明確樁基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)中的重要性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程具體情況及經(jīng)濟(jì)條件，進(jìn)一步明確樁基礎(chǔ)的種類，例如矩形、多邊形等，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而確保樁基礎(chǔ)的性能滿足施工要求[2]。在對(duì)樁基礎(chǔ)的截面以及長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要與當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境如水文情況、地質(zhì)情況等結(jié)合，為樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的截面及長(zhǎng)度，使其具備良好的性能，在巖土工程中將自己的作用充分發(fā)揮出來(lái)，為巖土工程提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3? 對(duì)樁基礎(chǔ)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析和計(jì)算

所需要計(jì)算的主要參數(shù)包括樁基礎(chǔ)的承載性能、變形情況，樁身以及承臺(tái)的抗裂性能等。計(jì)算承載內(nèi)容需要涉及以下幾點(diǎn)：與樁基礎(chǔ)使用功能要求相結(jié)合，嗯局樁基礎(chǔ)在巖土工程中受力的特點(diǎn)，詳細(xì)計(jì)算樁基礎(chǔ)豎向、水平方向的承載性能，確保其不大于承載性能的特征數(shù)值。在特殊的條件下，需要對(duì)樁基、土層、承臺(tái)等諸多因素的作用進(jìn)行全面分析，在對(duì)樁基及承臺(tái)承載力進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，觀察樁身是否在地面上，側(cè)面有無(wú)液化土層是否具有極限承載能力不足50kPa的土層。在進(jìn)行預(yù)制混凝土樁的吊裝、運(yùn)輸和錘擊之前，首先要對(duì)其強(qiáng)度和承載性能進(jìn)行詳細(xì)檢查。如果柱側(cè)平面下具有柔軟的底層，要對(duì)其承載性能進(jìn)行計(jì)算;詳細(xì)計(jì)算坡地、岸邊等樁基的穩(wěn)定性;根據(jù)相關(guān)規(guī)范計(jì)算樁基的抗震性能。

對(duì)樁基的變形情況來(lái)說(shuō)，首先要分析樁端持力層方面;如果軟土地基的主次樁基以及樁端持力層的成分均為淤泥和黏土，那么則需要詳細(xì)計(jì)算以及樁基沉降。完成樁基上部結(jié)構(gòu)的建造后，需要制定合理的措施有效結(jié)合上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。對(duì)建筑沉降數(shù)值進(jìn)行嚴(yán)密計(jì)算，詳細(xì)分析檢測(cè)的結(jié)果，保證其始終都在沉降允許值的范圍內(nèi)。部分巖土工程具有較大的水平載荷，對(duì)于位移的控制較為嚴(yán)格，一級(jí)建筑樁基需要對(duì)樁基礎(chǔ)的水平位移量進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并與結(jié)果結(jié)合制定有效的改善措施，保證其始終在正常的范圍之內(nèi)。

為了防止樁基中出現(xiàn)混凝土裂縫，還需要詳細(xì)計(jì)算其抗裂性能，在使用環(huán)節(jié)需要對(duì)裂縫的寬度進(jìn)行合理控制，詳細(xì)計(jì)算裂縫寬度，保證樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、抗裂性能能夠滿足有關(guān)控制標(biāo)準(zhǔn)。

2.4? 合理設(shè)置樁基礎(chǔ)

巖土工程中設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)可使用1柱1樁的形式，并且在結(jié)構(gòu)合理的位置設(shè)置變形縫，或者根據(jù)工程情況選擇2柱合用1樁的形式。但是這一形式有一個(gè)重要的前提，那邊是需要保證上樁合力作用點(diǎn)和樁基中心在相同的位置。加強(qiáng)對(duì)巖層上非擠密樁的樁間距控制，使其大于0.5m[3]。除此之外，應(yīng)將矩形、三角形等類型應(yīng)用于群樁的設(shè)計(jì)中。在設(shè)置樁基礎(chǔ)的過(guò)程中，應(yīng)保證中心同上部結(jié)構(gòu)力作用點(diǎn)處于重合的狀態(tài)，保證群樁受到彎矩較大方向及較大彎曲截面的模量相應(yīng)，但是設(shè)置剪力墻下的多樁基礎(chǔ)則需要將其設(shè)置在交界位置。對(duì)單列樁條形承臺(tái)來(lái)說(shuō)，如果橫向不存在分支，要對(duì)加強(qiáng)對(duì)其長(zhǎng)度的控制，通過(guò)計(jì)算等方法設(shè)置連系梁，保證其與承臺(tái)保持垂直的狀態(tài);對(duì)柱、剪力墻來(lái)說(shuō)，使用橢圓型樁基礎(chǔ)較為合理，這樣能夠確保樁基礎(chǔ)的中心與柱、墻和中心能夠保持重合。對(duì)地下室混凝土擋墻下樁基來(lái)說(shuō)，需要在樁頂設(shè)置梁和板等結(jié)構(gòu)，使其垂直于擋土墻;如果樁基礎(chǔ)中需要嵌入巖石，需要加強(qiáng)對(duì)其深度的控制，通常情況下應(yīng)大于0.2m，如果巖石面傾斜，則需要及時(shí)對(duì)其調(diào)整[4]。

3? 特殊樁基的設(shè)計(jì)

3.1? 邊坡及斜坡區(qū)域

在邊坡及斜坡設(shè)置樁基則需要根據(jù)周圍區(qū)域情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工環(huán)節(jié)需要合理設(shè)置工序，同時(shí)嚴(yán)禁在潛在滑動(dòng)體上設(shè)置樁基，如果樁端進(jìn)入到潛在滑裂面上，需要使用合理的措施將其設(shè)置于穩(wěn)定的巖土層上，并采取合理方式保證樁基的豎向荷載有效傳至周圍支護(hù)地區(qū)。圖2為邊坡樁基礎(chǔ)施工示意圖。

巖土工程施工過(guò)程中需要設(shè)置的各種樁都需要與邊坡保持一定的距離，同時(shí)應(yīng)該確保邊坡具有良好的穩(wěn)定性，如果存在滑坡或者崩塌等不良問(wèn)題，需要及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行改善，進(jìn)而提高樁基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性;如果在實(shí)際施工的過(guò)程中，需要在邊坡周圍設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)，那么在設(shè)計(jì)的過(guò)程中則需要對(duì)邊坡變形情況以及對(duì)樁基承載力的影響因素加以考慮，同時(shí)也需要分析樁基自身存在的變形問(wèn)題，安排專門的測(cè)試人員對(duì)地基的穩(wěn)定性進(jìn)行合理計(jì)算，或者將樁基切入到邊坡坡腳之下。對(duì)填方邊坡部分樁基來(lái)說(shuō)，或者存在巖石外傾結(jié)構(gòu)面的樁基，需要對(duì)其不利荷載效應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，了解這一情況下計(jì)算樁基的水平承載力以及穩(wěn)定性等相關(guān)數(shù)據(jù)。

對(duì)斜坡樁基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，需要根據(jù)巖石面的傾斜度對(duì)樁基嵌石的深度進(jìn)行合理調(diào)整，并將連系梁應(yīng)用于相鄰的兩個(gè)樁基之間，對(duì)外露樁基以及樁身來(lái)說(shuō)，需要與其上部的結(jié)構(gòu)情況相結(jié)合，加以控制了;如果斜坡?tīng)钚枰休d較大的載荷，在明確嵌入巖石深度的過(guò)程中還需要重視斜坡位置巖體抗剪承載力的變化狀況，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開詳細(xì)計(jì)算;如果嵌入巖石位置巖體為拱形或者具有外傾結(jié)構(gòu)，則需要嚴(yán)密計(jì)算上部巖體的抗滑性能。

3.2? 硐室區(qū)域

設(shè)計(jì)硐室基礎(chǔ)上的樁基首選需要認(rèn)真評(píng)估硐室地基的穩(wěn)定性，勘察其周圍環(huán)境。如果硐室周圍具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的巖體組合，則需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，對(duì)局部穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，之后按照計(jì)算的結(jié)果制定合理的措施，進(jìn)而有效提高硐室局部巖體以及硐室地基的安全性及穩(wěn)定性。

如果硐室頂板巖層完整并且厚度與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求相符，則可以在硐室頂板位置設(shè)計(jì)專門的樁基，但需要對(duì)樁端下頂板巖體的承載力進(jìn)行延米計(jì)算;如果樁端下硐室頂板厚度較低，或者頂板巖體的承載力較低，那么則需要在硐室底板上設(shè)置樁端。硐室部分的設(shè)計(jì)可選擇照柱構(gòu)造的形式。

3.3? 填土區(qū)域

巖土工程施工的過(guò)程中難免會(huì)遇到面積較大的填圖區(qū)域，因此在進(jìn)行樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)前，首先要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行全面勘測(cè)，保證填土密實(shí)度與工程建設(shè)的要求相符。對(duì)于新填土場(chǎng)地的地基則需要使用合理的處理措施，如果該區(qū)域具有填圖邊坡，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)邊坡治理的需求進(jìn)行支護(hù)處理[5]。

4? 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行巖土工程磚基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要充分了解工程的需要，具備良好的設(shè)計(jì)理念，掌握設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)，采取合理有效的措施進(jìn)而提高整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量及效率，優(yōu)化整體工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)性能，為巖土工程后續(xù)工作的展開夯實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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