淺議南京地區樁基設計中存在的問(wèn)題論文
摘要：介紹在樁基施工圖設計中存在的常見(jiàn)而又重要的問(wèn)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用廣泛的基礎形式，常用于豎向荷載大而集中或受大面積地面荷載影響的結構以及在沉降方面有較高要求的建筑物的基礎。南京地區工程建設中七層以上和軟弱地基上的建筑物絕大多數采用樁基礎，通過(guò)對建設工程施工圖審查和工程質(zhì)量檢查，發(fā)現仍然存在許多質(zhì)量問(wèn)題，如沉降不均，沉降過(guò)大，結構開(kāi)裂和嚴重傾斜等，不少問(wèn)題仍然出于設計；另一方面也是由于建筑師追求新穎獨特使結構趨于復雜，超規范設計造成。為了提高南京地區樁基設計質(zhì)量，筆者就樁基施工圖審查中發(fā)現的問(wèn)題進(jìn)行分析總結，這里對較為典型的問(wèn)題進(jìn)行分類(lèi)列舉，供今后的設計中借鑒，并希望能引起重視。
2、常見(jiàn)問(wèn)題
�。�1）標高與平面布置
標高和平面位置布置是樁基設計和現場(chǎng)測量放線(xiàn)確定樁位樁長(cháng)的重要依據，但實(shí)際設計中容易被忽略，存在的問(wèn)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(cháng)期荷載重心偏離過(guò)大；建筑、結構兩專(zhuān)業(yè)均未給出±0的絕對標高值以至無(wú)法確定基礎埋深、持力層及軟弱下臥層的影響；存在±0“待江邊公路標高提供后確定” 的使樁標高無(wú)法確定的提法；勘察報告上標高與設計所用標高不一致，無(wú)法確定持力層的標高；樁基礎施工圖中沒(méi)有明確持力層層號及樁進(jìn)入持力層的深度；某工程端承樁設計要求進(jìn)入持力層2米，同時(shí)又規定樁長(cháng)，樁是雙控還是以一種為主控制不明確，施工難以掌握等問(wèn)題。
�。�2）樁基設計等級
根據樁基破壞造成建筑物的破壞后果的嚴重性，樁基設計時(shí)應根據GB50007-2002第3.0.1條和JGJ94－94第3.3.3條選擇適當的設計等級，樁基是否進(jìn)行沉降計算和如何確定樁基承載力與其設計等級直接相關(guān)，設計中若不注意就會(huì )有如下的常見(jiàn)問(wèn)題：結施說(shuō)明地基基礎設計等級為丙級，而實(shí)際情況應為甲級或乙級的誤定等級，其結果是未進(jìn)行沉降驗算，違反GB50007－2002第8.5.10條；樁基設計圖等級未標注，設計等級應為甲級或乙級時(shí)，單樁豎向承載力特征值未通過(guò)靜載試驗確定，違反GB50007-2002第8.5.5條等。
�。�3）地下水位
為人防設施和停車(chē)需要，城市建設中建造了大量的地下室及地下車(chē)庫，必然帶來(lái)了與地下水有關(guān)的抗浮和抗拔樁設計等相關(guān)問(wèn)題。由于影響到建設工期和投入的建設費用，地下水位問(wèn)題也開(kāi)始變得突出。目前設計中有關(guān)地下水的問(wèn)題如：水浮力計算所取水位與地質(zhì)報告提供的常年水位不一致，且計算偏小，違反了GB50007-2002第3.0.2條和JGJ94－94第5.2.17條；抗浮驗算不滿(mǎn)足要求，未進(jìn)行抗浮設計，違反GB50009-2001第3.2.5條；錨桿抗拔力計算不符合GB50007-2002第8.6.3條；樁基豎向承載力計算豎向荷載對扣除水浮力的多少把握不當，未按不利原則設計；抗拔樁混凝土用C20，不符合其環(huán)境類(lèi)別的耐久性要求，違反GB50010-2002第3.4.2條；未進(jìn)行樁身抗裂驗算，違反GB50007-2002第8.5.8條；地下車(chē)庫設計未注單樁抗拔承載力數值，未做基樁材料受拉驗算，鋼筋部分切斷，未通長(cháng)，不符合JGJ94-94第5.2.17條和4.1.3.2條；設計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進(jìn)行樁身受力及抗裂驗算，抗拔管樁的接樁節點(diǎn)也應進(jìn)行抗拔驗算等。
正常使用階段存在的抗浮問(wèn)題，則需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的抗浮設計，常用有抗拔樁、抗拔土錨、利用基坑支護樁和增加地下車(chē)庫覆土厚度等設計方法。對于施工期間存在抗浮問(wèn)題的只需要在施工期間注意降排水和監測即可。
�。�4）荷載與承載力
為了樁基設計符合安全實(shí)用，經(jīng)濟合理的要求，上部荷載和樁基承載力的準確計算和取值是至關(guān)重要的，基樁設計計算的荷載取值應全部按新版規范GB50009-2001要求，如果計算不準確就會(huì )留下安全隱患或造成浪費。設計中關(guān)于此方面比較有代表性問(wèn)題如：樁基設計未按GB50007-2002第3.0.4條采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合，造成用樁量偏多；設計用“Nmax”組合值設計不合適，應采用“D+L”標準組合設計工程樁，再用“Nmax” 組合值進(jìn)行校核；單樁荷載按均分計算與實(shí)際不符；存在嚴重液化土層的影響，樁基承載力未進(jìn)行折減；樁基礎設計中，基樁承載力計算不符合JGJ94-94第5.2.2.2條。再如某工程單樁承載力設計值，計算書(shū)為600mm樁，實(shí)際設計時(shí)為550mm樁，兩者不一致；樁基礎的單樁承載力設計值大于樁身強度，違反了GB50003-2002第8.5.9條；樁基中部分基樁受荷超過(guò)了單樁承載力設計值，違反了GB50007-2002第8.5.4條；施工圖未說(shuō)明單樁承載力設計值；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(mǎn)足GB50007-2002附錄Q第7條安全系數大于2的要求；還有如人工挖孔樁未擴底，造成人工挖孔樁身直徑過(guò)大，應采用擴底來(lái)提高承載力，一方面節約土方和混凝土量0-40%，另外也解決了樁身配筋率過(guò)小的不足等。
�。�5）載荷試驗
地基基礎設計等級為甲級和乙級的樁基承載力須根據載荷試驗確定，南京地區有部分樁基沒(méi)有按規范此要求進(jìn)行設計，試樁僅起了驗樁的作用。試樁中存在的代表性的問(wèn)題如：實(shí)際試樁條件與設計圖紙不匹配；未注明試樁位置及數量。樁基設計圖中未先行試樁，不符合GB50007-2002第8.5.5；某工程圖紙要求單樁承載力設計值為1700KN，而試樁報告僅為1500KN，二者不符；某工程總樁數超過(guò)400根，僅做2根試樁，不滿(mǎn)足JGJ94-94第5.2.5條的規定，試樁數按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試要求，違反GB50007-2002第10.1.7和10.1.8條的規定；試樁未提明確要求，大直徑樁用小應變測試不合適，違反GB50007-2002第8.5.5-1條。某工程試樁極限承載力未達到設計承載力的2倍，違反GB50007-2002附錄H。某工程試樁樁徑（φ600）與設計用樁（φ500）不一致；某工程人工挖孔樁的試樁要求僅作二根大應變動(dòng)測，不符合JGJ94-94第9.2.2條規定；某工程鉆孔灌注樁僅試了三根，且結果離散性大，錘擊樁僅試了二根，數量偏少，不能作為設計依據，違反了GB50007-2002第8.5.5條。某工程試樁計算樁頂標高為6.8米、8米，而圖紙中為6.3米，對計算結果影響沒(méi)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。
在南京地區樁基成樁的可行性或樁的可打性設計時(shí)也應引起注意，否則也會(huì )引起設計不當，如某工程設計樁基進(jìn)入第4層強風(fēng)化砂巖2.5米，但有半數樁需穿越厚4-8米的第3層硬粉質(zhì)粘土，設計選擇振動(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)驗以保證沉樁的可靠性。
�。�6）沉降計算
建筑物對沉降差和沉降反應比較敏感，因此規范 GB5007-2002第3.0.2條、第5.3.10條、第8.5.10條對沉降計算進(jìn)行了嚴格的界定，但由于沉降計算方法和土工參數的準確測定目前還不完善，因此設計中不可避免的存在不少問(wèn)題如：摩擦型樁未進(jìn)行沉降計算違反了GB50007-2002第8.5.10條；高層基礎與裙樓基礎未設置沉降縫，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條規定；在同一整體大面積基礎上建有多棟高層和低層建筑，未按GB50007-2002第5.3.10條規定進(jìn)行變形計算；同一結構單元采用了不同的基礎形式，未進(jìn)行沉降計算，違反GB50011-2001第3.3.4條；同一結構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)行沉降差計算，不滿(mǎn)足GB50007-2002第5.3.4條；
某工程由于主樓與裙樓上部結構荷載差異很大，二者樁型、樁長(cháng)、樁持力層均有較大差異，未進(jìn)行沉降驗算，后澆帶是實(shí)際解決此類(lèi)問(wèn)題較為實(shí)用的方法，但總說(shuō)明中也未見(jiàn)后澆帶的施工要求；結施說(shuō)明地基基礎設計等級為甲級，未進(jìn)行沉降驗算，違反GB50007－2002第8.5.10條；勘察報告揭示土層坡度大于10%，未按GB50007-2002進(jìn)行地基變形計算。
�。�7）配筋長(cháng)度與配筋率
為確保質(zhì)量，對不同樁型、不同受力特征、復雜土層條件下樁基的配筋長(cháng)度和配筋率規范中均有不同規定，此方面存在的問(wèn)題如：未根據計算進(jìn)行配筋；挖孔樁樁徑不小于800mm，會(huì )有層數不多的情況下挖孔樁樁身配筋率有的過(guò)小，未按GB50007-2002第8.5.2條進(jìn)行合理調整；按JGJ94-94附錄D.0.6.4-(1)條要求，根據驗算發(fā)現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(cháng)配筋，違反JGJ94-94第4.1.3.2-(3)條；人工挖孔樁按端承載樁設計配筋長(cháng)度不滿(mǎn)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(cháng)配置；沉管灌注樁鋼筋籠長(cháng)度未穿過(guò)軟弱層，不滿(mǎn)足GB50007-2002第8.5.2.7條等。
�。�8）樁間距
為了避免擠土效應對成樁質(zhì)量的影響，設計中應控制樁間距在允許范圍之內。設計中存在的問(wèn)題如：某工程項目大部分預應力管樁樁距不滿(mǎn)足DB32/112-95第9.6.8條，尤其02棟B-D/2-5軸間樁距過(guò)小，考慮到施工的實(shí)際情況，采用跳打方式不是解決問(wèn)題的最佳途徑，首先應考慮調整布樁。某工程有部分樁間距不能滿(mǎn)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；某項目采用的“A”型壓樁，根據97G3611圖集說(shuō)明，應用“B”型，相鄰挖孔樁擴大頭凈距小于1m，違反GB50007-2002第8.5.2.1條等。
�。�9）樁身強度與耐久性
新規范對樁身強度驗算和耐久性提高了要求，由于重視不夠，存在問(wèn)題不少：樁身強度未驗算，違反了GB5007-2002第8.5.9條；未見(jiàn)地下砼構件環(huán)境類(lèi)別劃分與對應的鋼筋混凝土構件保護層厚度，不符GB50010-2002 第9.2.1條；結施圖中未注明結構所處的環(huán)境類(lèi)別，違反GB50010-2002第3.4條；施工圖未注明樁身砼強度等級，未根據場(chǎng)地的環(huán)境類(lèi)別及設計要求決定砼強度等級；勘察報告上場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)別Ⅲ類(lèi)，基礎砼強度等級C25，不符合GB50010-2002第3.4.2條；基礎主筋保護層厚度不大于40mm，違反GB50010-2002第9.2.1條。保護層最小厚度是50mm，未按GB50010-2--2第9.2.4條采取防裂構造措施。
�。�10）質(zhì)量檢驗
質(zhì)量檢驗基本屬于施工階段的問(wèn)題，少量問(wèn)題如：某工程地下車(chē)庫的抗拔樁載荷試驗及質(zhì)量檢驗要求未明確，設計時(shí)未按GB50007-2002第10.1.7和10.1.8條的要求提出樁的檢測要求，設計階段存在的此類(lèi)問(wèn)題相對較少。
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