樁基礎畢業設計模板
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樁基礎畢業設計模板
摘要：樁基礎是高層建筑常采用的基礎形式，其設計的合理性、經濟性關系到整個建筑的安全和造價，本文通過一些工程實例分析如何合理選擇樁型、用抗壓靜載試驗確定單樁承載力，并針對施工中樁偏差的控制和處理提出了相應的建議。關鍵詞：樁基礎；設計
隨著我國市場經濟的發展，現代化進程的加快，城市中各類高層建筑如雨后春筍般拔地而起，高層建筑的基礎多采用樁基礎，樁基礎的合理設計，對于保證結構安全、節約投資、降低造價起著舉足輕重的作用。本文針對樁基礎設計及施工中存在的問題進行探討。
一、正確區分端承樁和摩擦樁等樁基類型
通常認為，凡嵌巖樁必為端承樁，凡端承樁均不考慮土層側阻力。實際上，大量現場結果表明：樁側阻力、端阻力的發揮性狀與上覆土層的性質和厚度、樁長徑比、嵌入基巖性質和嵌巖深徑比、樁底沉渣厚度等因素有關。
一般情況下，上覆土層的側阻力是可以發揮的，而且隨著長徑比L/d的增大，側阻力也相應增大；只有短粗的人工挖孔嵌巖樁，端阻力先于土層側阻力發揮，端阻力對樁的承載力起主要作用，屬端承樁。對L/d>15－20的泥漿護壁鉆(沖)孔嵌巖樁，無論是嵌入風化巖還是完整基巖中，樁側阻力均先于端阻力發揮，表現出明顯的摩擦型。對于L/d≥40，且覆蓋土層不屬于軟弱土，嵌巖樁端的承載作用較小，此時樁基受力狀態為摩擦樁，樁端嵌入強風化或中風化巖層中即可。在某些地區，泥質軟巖嵌巖灌注樁L/d>45時，嵌巖段總阻力占總荷載比例小于20%；L/d>60時，嵌巖段端阻力占總荷載比例小于5%。究其原因，一方面由于嵌巖樁樁身的彈性壓縮，導致樁頂沉降，這個彈性壓縮量引發了樁周土體的剪應力，也即是土對樁的摩阻力。另一方面，鉆孔樁的孔底殘留的沉渣，形成一個可壓縮的軟墊，至使樁底也會產生沉降，這一沉降和上述樁本身的壓縮導致樁身與土體、嵌巖段樁身與巖體產生相對位移，從而產生側阻力。而這種樁身彈性壓縮和樁底沉降是隨著長徑比l/d的增大而增大的，因而導致摩擦力和側阻力的增大。
同時，傳遞到樁端的應力也隨嵌巖深徑比hr/d的增大而減小。當hr/d>5時傳遞到樁端的應力接近于零；但對泥質軟巖嵌巖樁，hr/d=5－7時，樁端阻力仍可占總荷載的5%～16%。 由此可見，端承樁和摩擦樁的區分，不能單純從是否嵌巖來區分，要考慮上覆土層的性質和厚度、樁長徑比、嵌入基巖性質、嵌巖深徑比和樁底沉渣厚度等因素。
二、認真對待地方的經驗規范
由于巖土工程的地區性特別強，尤其是一些基于經驗的參數，與自然條件、地質條件有著密切的關系，全國性的規范所提供的經驗參數，是基于全國的資料統計的'，覆蓋面比較大，可以用于全國范圍，但其取值必然是謹慎的，安全度是比較高的。如果地方有資料，有經驗，其針對性就比較強。例如某標準化廠房，根據地質勘查報告，采用靜壓管樁，單樁承載力極限值約為3000KN，實際施工中檢測樁大部分單樁承載力極限值只有1500KN左右。經分析，全國的建筑樁基技術規范提供的樁側極限摩阻力比該地區的經驗取值大了一倍。地方的建議值比較符合實際檢測結果。
因此，當全國性規范所提供經驗參數與地方經驗不一致時，應當慎重的考慮地方經驗來取值。當有不同取值方法而難以判斷時，最好的辦法就是先做樁的載荷實驗，按照實驗的結果來取用單樁承載力，這樣就可以很大程度上避免工程事故的發生。
三、重視樁基設計中的抗壓靜載實驗
根據規范要求，在進行樁基施工前必須進行樁基抗壓靜載實驗。然而在施工過程中，為了縮短工期，好多單位直接跳過了這個環節，工程結束以后再進行抗壓載荷實驗，這種做法是不科學的，下面就兩個實例來說明這方面的問題。
上海有一家著名的房地產公司，當一個小區開發時，他們要求設計先做了試樁的方案，進行先期試樁，試樁的加載量往往要高于查表預估的單樁承載力，然后要求勘察單位根據試樁報告的結論提供勘察報告中的單樁承載力建議值。這樣做既符合了規范規定的原則，又非常穩妥地采用了比較高的單樁承載力，節約了建設資金，同時也避免了預估承載力可能過高的風險。雖然先期試樁需要時間和費用，但這樣做的結果是經濟、安全的。
還有一個實例是建設方為了節省樁的費用，希望能夠通過試樁得到比預估的單樁承載力更高的數據。在一個用樁量很大的車間里，準備做相當多的一批試樁，然而試樁的結果卻出乎他們的預期，一連幾組試樁的結果，都只達到預估單樁承載力的80%左右，于是就停止了試樁研究出現問題的原因，分析結果表明預估單樁承載力的方法比較單一，樁端持力層比較軟弱，因此試樁的結果低于按規范參數預估的數值。于是就修改設計，重新再做試樁，雖然耽誤了工期，沒有達到原來的預期，但避免了一場大事故。
所以，樁基礎設計過程中抗壓靜載試驗是一個十分重要的環節，直接影響到樁基形式、樁規格和樁入土深度，、施工難度。通過科學試驗，取得準確數據，使設計方案更加合理、可行和經濟，遠遠超過縮短工期所獲得的效益。
四、關于樁偏差的控制和處理
樁基施工中對樁的偏差必須嚴格控制，特別是對于承臺樁及條形樁，樁位的偏差都將產生很大的附加內力，而使基礎設計處于不安全狀態。對于樁位偏差我們主要控制兩個方面，其一是豎向偏差，根據JGJ94-94第7.4.12條我們控制樁頂標高的允許偏差為-50~+100mm，但實際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務及損失。當樁頂標高高于設計標高，則需要劈樁，特別對于預應力管樁等空心樁來說，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經濟；而當樁頂標高低于設計標高時，又需要補樁頭，這既影響工期又浪費金錢。
這就要求施工單位在施工過程中必須嚴格控制樁頂標高，盡可能地使工程樁標高同設計一致，特別是施工過程中必須考慮到樁在卸載后的回降量，否則不加考慮則每根樁都將高于設計標高。而我們設計人員在設計過程中對施工誤差亦應有所考慮，筆者建議針對目前的施工質量，設計中可以考慮2mm左右的偏差容許，這樣就可以免除大量小偏差樁的劈樁，這在實踐工程中具有相當的可操作性，避免了大量不必要的工作。其二則是樁位的水平偏差。根據JGJ94-94第7.4.11條控制各樁位偏差，施工過程中發現樁位偏差較大則應及時補樁處理。這里針對4~16根承臺的樁基，JGJ94-94規范第7.4.11條中規定允許偏差為1/3樁徑或1/3邊長，而根據GB50202-2002第5.1.3條則規定允許偏差為1/2樁徑或邊長。
這顯然是矛盾的，在實際過程中很容易與施工驗收方產生不同的理解，因此筆者強調在設計過程中可以明確樁位偏差允許值所執行的標準。另外，對于小直徑樁（D≤250）筆者強調必須對其偏位進行嚴格控制而不應按上述規范標準，筆者建議對承臺樁可控制70mm；而對于條形承臺則區分垂直于條形承臺方向50mm，平行于承臺方向為70mm，當然這些要求必須在施工前予于明確。當然樁位偏差滿足規范或設計要求僅僅代表樁基本身驗收合格，而對于由此引起的承臺整體偏心或基礎高度損失，我們必須另行處理。對于樁偏心我們可以采取增加承臺剛度或加大拉梁剛度、配筋來解決，這在實際工程中需針對具體情況相應處理。
五、小結
樁基工程是一繁重而復雜的過程，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。樁基礎不僅要保證建筑物安全，更要充分考慮經濟因素，這樣才能做出最優、最合理的設計。
參考文獻：
JGJ 94-2008建筑樁基技術規范
JGJ 106-2003 建筑基樁檢測技術規范
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