談軟淤地質(zhì)基礎(chǔ)下工程建設(shè)中摩擦樁應(yīng)用

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摘要:沿江城市以其特殊的區(qū)位優(yōu)勢、資源與經(jīng)濟(jì)的配置，在全國經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位。隨著中部崛起戰(zhàn)略的正式實(shí)施，沿江城市成為中部實(shí)現(xiàn)崛起的關(guān)鍵支撐點(diǎn)。近年來，中部沿江城市紛紛投入大量資金用于完善基礎(chǔ)設(shè)施，在建筑工程中，如何根據(jù)當(dāng)?shù)?a href="http://www.pogame.cn/lunwen/gygclw/gcjslw/201705/809060.html" target="_blank">地質(zhì)條件，采用科學(xué)的施工方法，確保工程質(zhì)量與工程安全，成為工程項(xiàng)目的重點(diǎn)。實(shí)踐證明，在中部沿江城市軟淤地質(zhì)基礎(chǔ)上的工程建設(shè)中摩擦樁的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，值得推廣。

關(guān)鍵詞:軟淤地質(zhì);工程建設(shè);摩擦樁;施工

由于中部崛起戰(zhàn)略的實(shí)施，我國中部地區(qū)城市功能進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整，由此帶來的最大變化就是該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的變化。長江好似一條大動(dòng)脈，連接中部沿江城市及東西部地區(qū)。中部崛起，中部沿江城市是關(guān)鍵。在此背景下，中部沿江城市紛紛投入大量資金用于完善基礎(chǔ)設(shè)施。在基礎(chǔ)建設(shè)施工過程中，技術(shù)人員對中部沿江城市的地質(zhì)進(jìn)行勘探，面對軟淤地質(zhì)等復(fù)雜條件，多采用鉆孔摩擦灌注樁。與預(yù)制樁相比，鉆孔摩擦灌注樁具有成本低、施工方便、靈活、無噪音、無振動(dòng)、少擠土現(xiàn)象等特點(diǎn);并且鉆孔灌注柱適應(yīng)性強(qiáng)，不受地下水位高低影響，樁的長度、直徑、型式可根據(jù)需要施工，靜承載力大。

1中部沿江城市地質(zhì)特點(diǎn)及施工樁基選擇

1．1根據(jù)中部沿江城市地質(zhì)特點(diǎn)科學(xué)應(yīng)用摩擦樁長江中下游以地質(zhì)穩(wěn)定性較好的沖擊平原地形為主，但江岸坍塌較為強(qiáng)烈，特別是北岸多為開闊的江灘和沖擊平原，以泥沙淤積為主。在由泥沙淤積堆積形成的軟土基礎(chǔ)上進(jìn)行工程建設(shè)，歷來是施工單位的技術(shù)難題。建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位應(yīng)充分考慮這一復(fù)雜地質(zhì)情況，采用摩擦樁，增加軟基礎(chǔ)的承載力，確保工程質(zhì)量和工程安全。中部沿江城市地質(zhì)多含有軟弱土層，并且有大量地下水，在此種地質(zhì)下進(jìn)行施工，樁基一般采用鉆孔摩擦灌注樁。鉆孔摩擦灌注樁與預(yù)制樁相比，施工更靈活方便，而且少擠土、無噪音和振動(dòng)。鉆孔灌注柱有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，基本不受地下水位影響，樁的靜承載力大，可根據(jù)施工情況選擇樁的長短、粗細(xì)和型式。1．2中部沿江城市工程施工中應(yīng)有摩擦樁的優(yōu)點(diǎn)摩擦樁樁尖部分荷載一般低于10%，即樁尖部分荷載極小。它在一定深度內(nèi)不存在堅(jiān)硬土層，因此樁頂垂直荷載只由樁側(cè)摩阻力承受。即它靠樁周摩阻力(如樁側(cè)土的摩阻力)來支撐垂直荷載。與其他樁型如預(yù)制樁相比，摩擦樁不僅沉降量小，而且承載力高，穩(wěn)定性突出，而且該樁適應(yīng)各種土層條件，不受地層限制這一特性，使得它在建筑工程中得以廣泛應(yīng)用。在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮到施工安全和工程質(zhì)量，還要考慮工程成本，從節(jié)約投資、降低造價(jià)的層面來選擇樁基礎(chǔ)形式。鉆孔灌注樁作為摩擦樁的一種，它非但基本不用木材，更節(jié)約鋼材和勞動(dòng)力，因此特別受到施工單位的歡迎。

2摩擦樁設(shè)計(jì)分析

2．1樁頂軸向荷載與沉降由于考慮到中部沿江城市的地質(zhì)特色，工程設(shè)計(jì)中，要充分考慮到摩擦樁的樁頂軸向荷載和沉降因素，使樁基在軟淤地質(zhì)下更穩(wěn)定，在保證工程更安全、穩(wěn)固的同時(shí)，又能降低工程成本。在工程設(shè)計(jì)和工程施工過程中，通常用到靜載實(shí)驗(yàn)法來確定摩擦樁的樁軸向承載力。靜載實(shí)驗(yàn)法用于樁基工程的測算，更符合實(shí)際情況，結(jié)果也可靠，雖然較為繁瑣，成本也稍高，但依然是重大工程或復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下設(shè)計(jì)摩擦樁樁基的最佳確定方法。2．2摩擦樁內(nèi)力影響分析及設(shè)計(jì)原則影響樁的內(nèi)力因素有:土體性質(zhì)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁的截面尺寸、入土深度、樁頂荷載大小等。目前，摩擦樁樁基普遍采用文克爾假定，通過求解繞曲微分方程，結(jié)合力的平衡條件，計(jì)算樁基各部位的內(nèi)力和位移，該方法稱為彈性地基梁法，在樁基設(shè)計(jì)中最常用到的就是這種方法。運(yùn)用此法，并通過對土體性質(zhì)、樁的入土深度影響分析，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先選定持力層。中部沿江城市地質(zhì)多為泥沙淤積，因此持力層厚度應(yīng)比其他土層較厚，確保樁底進(jìn)入持力層的深度占到樁身直徑的三倍左右，再修正直徑。由于混凝土強(qiáng)度對樁體受力影響較小，因此可以選擇強(qiáng)度小的混凝土，以便于節(jié)約工程成本，降低造價(jià)。但選擇混凝土?xí)r，務(wù)必要保證樁身強(qiáng)度，即滿足工程質(zhì)量和安全的前提下，才能降低成本。在摩擦樁承載力相同時(shí)，能選擇長的樁盡量不選擇短的，能選擇直徑小的、盡量不選擇直徑大的，這也是一個(gè)原則。2．3摩擦樁應(yīng)用的施工方法在施工時(shí)，施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制桿斜率，確保鉆機(jī)造孔過程中，造孔垂直偏差在一定范圍內(nèi)。鉆孔灌注樁的施工，在平整場地、定位樁孔后，按照施工過程，可分為施工工序和輔助施工工序來進(jìn)行。其中施工工序有六部分，分為穩(wěn)鉆、造孔、鋼筋籠下放、安裝導(dǎo)管、投放粗骨料、砂漿搗鼓密實(shí)等;輔助施工工序則有兩道，即混凝土的配比制作和鋼筋籠的制作。

3摩擦樁應(yīng)用設(shè)計(jì)及施工中需要注意的問題

(1)考慮到沿江中部城市的地質(zhì)特性和條件，并結(jié)合熱脹冷縮的物理特性，要準(zhǔn)確計(jì)算摩擦力，避免樁柱上拔或出現(xiàn)凍拔現(xiàn)象;(2)地基土層結(jié)構(gòu)存在差異，水壓力過大，這些原因都可導(dǎo)致流砂現(xiàn)象，甚至造成孔壁塌方和混凝土離析斷樁的嚴(yán)重現(xiàn)象，進(jìn)一步導(dǎo)致摩擦樁的摩擦力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，給工程質(zhì)量和施工安全帶來隱患。因此，在混凝土澆筑時(shí)，要安放導(dǎo)管。導(dǎo)管連接要直，接頭要嚴(yán)格密封，不透氣，不漏水;(3)樁基配筋強(qiáng)度不夠，在受力過程中，就滿足不了抗拉要求，導(dǎo)致斷樁。所以，應(yīng)選擇強(qiáng)度更高的配筋，或者在同一截面上接筋，滿足抗拉要求，避免因配筋問題導(dǎo)致的斷樁現(xiàn)象出現(xiàn);(4)注意水流沖刷，沖刷嚴(yán)重造成樁基實(shí)際入土深度縮短，使得阻拔減小，樁基上拔;(5)在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，中途不可停歇，要一次性澆筑成功。這樣做能避免樁基出現(xiàn)不密實(shí)、不均勻的現(xiàn)象，保證工程質(zhì)量，確保工程安全。

4摩擦樁樁身混凝土的使用和優(yōu)化

(1)水泥混凝土具有較強(qiáng)的耐蝕性，對于特殊地質(zhì)條件的樁基，可以采用特種水泥，摻加抗蝕外加劑解決，為防止鋼筋出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，可加厚鋼筋的保護(hù)層;(2)就地灌注樁采用水下混凝土施工工藝。因此，首批混凝土應(yīng)保持必要的塑性，在灌注中不可初凝。水下混凝土應(yīng)優(yōu)先采用初凝時(shí)間長的水泥，應(yīng)摻緩凝劑，并應(yīng)盡可能壓縮灌注時(shí)間。灌注完成后，立即將表層浮漿及首批混凝土大部分清除掉，接樁時(shí)，必須要鑿到質(zhì)量好的混凝土層，并接好樁頭;(3)由于灌注柱無法振搗，完全依靠混凝土的重力自密實(shí)，因此，灌注柱混凝土的配合比要科學(xué)?；炷恋呐浔?，以混凝土有良好的和易性、流動(dòng)性為佳，以便于施工過程中的澆注。此外，沿江城市群地下水系豐富，還要考慮混凝土自身的防水性能，以免樁基樁身處于地下復(fù)雜環(huán)境，長期承受地下水的各種作用出現(xiàn)滲透。通過正確選擇配合比來增加混凝土的密實(shí)性，隔斷滲水通道，是確保防水混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B及抗壓強(qiáng)度的重要因素。

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［3］馬伯如．摩擦樁的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．交通世界，2009(08)

作者:李俊峰 單位:蕪湖市勘察測繪設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司