隨著經(jīng)濟發(fā)展，城市中各類高層建筑拔地而起，作為高層的基礎(chǔ)部分往往在整個建筑物投資中占據(jù)了很大的比例。而高層基礎(chǔ)往往采用樁基礎(chǔ)，因此，如何選擇合理的樁基礎(chǔ)形式，對于保證安全，節(jié)約投資、降低造價起著舉足輕重的作用。這就要求我們設(shè)計人員對每個建筑物的勘察報告進(jìn)行仔細(xì)分析，選擇一個最優(yōu)化的基礎(chǔ)方案。筆者就以下幾方面對樁基礎(chǔ)設(shè)計中值得注意的問題進(jìn)行探討。

　　一.樁基設(shè)計中靜載荷試驗的重要性

　　目前的樁基礎(chǔ)設(shè)計過程，往往受到時間的約束首先根據(jù)地質(zhì)報告提供的參數(shù)確定單樁承載力設(shè)計值，根據(jù)這個估算的單樁承載力直接進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計并施工，等工程樁施工結(jié)束后再挑選試樁進(jìn)行靜載荷試驗。這個過程具有相當(dāng)?shù)牟豢茖W(xué)性，結(jié)果符合估算要求，則皆大歡喜，否則因工程已施工完畢補樁也會很困難，且有時因地質(zhì)報告有出入會給施工中帶來相當(dāng)?shù)牟槐�。這里主要有兩個問題，下面舉例來說明。一是根據(jù)地質(zhì)報告提供的樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值及樁端土承載力標(biāo)準(zhǔn)值由規(guī)范JGJ94-94計算的場區(qū)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值，這是一個經(jīng)驗數(shù)值，不宜直接采用。近幾年來筆者通過各類樁基礎(chǔ)中試樁及工程樁的檢測，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)樁的實際承載力均大于計算值，有些相差幅度較大，因此按試樁獲得的實際承載力將會比按勘察報告估算的承載力來布置基礎(chǔ)將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。例如，筆者曾設(shè)計過蘇州工業(yè)園區(qū)南都·玲瓏灣花園住宅，主體為地下一層、地面十八層的高層住宅，根據(jù)地質(zhì)勘察報告擬采用 D500的預(yù)應(yīng)力管樁，樁長20m，按JGJ94-94公式5.2.8估算單樁承載力設(shè)計值約為1400kN，而我要求進(jìn)行的3根破壞性試樁顯示實際單樁承載力可達(dá)1850kN，整整比估算值提高了30%左右，實際工程樁設(shè)計就采用試驗值進(jìn)行，為甲方大大節(jié)省了投資。其二是當(dāng)場地不均勻或地質(zhì)報告數(shù)值有偏差的情況下，不進(jìn)行試樁而直接按地質(zhì)報告進(jìn)行工程樁施工將給施工帶來巨大的困難且造成不必要的浪費。例如唯亭某五層商住樓，根據(jù)地質(zhì)報告采用10m 長的預(yù)制方樁，樁徑400x400，單樁承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值約為1350kN，采用靜力壓樁，實際施工中幾乎每根樁都壓至2000kN而未達(dá)到預(yù)定深度，而此時已達(dá)到預(yù)制樁的樁身強度，故施工過程中每根樁都采用了劈樁，在時間金錢上都造成了巨大的浪費。經(jīng)過靜載荷試驗未達(dá)設(shè)計標(biāo)高的工程樁均達(dá)到了設(shè)計承載力，也就是說設(shè)計上如先進(jìn)行試樁則至少可減短1.5m左右的樁長，樁承載力不減小且不需要劈樁。由上可見，樁基礎(chǔ)設(shè)計過程中靜載荷試驗是一個十分重要的環(huán)節(jié)。因為次項工作質(zhì)量直接影響到樁基形式、樁規(guī)格和樁入土深度的確定，同時也對施工難易有密切影響。通過科學(xué)試驗，取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，能使設(shè)計方案更加合理、可行和經(jīng)濟，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過縮短工期所獲得的效益。

　　二.樁基設(shè)計中樁型、樁長設(shè)計的重要性

　　樁基礎(chǔ)設(shè)計中對樁型及樁長的合理選擇均會對基礎(chǔ)設(shè)計產(chǎn)生重大的影響，合理的樁型、樁長選擇將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。筆者在“昆山華地”住宅設(shè)計中，開始由于考慮時間原因（有現(xiàn)成的D400預(yù)應(yīng)力管樁），甲方要求采用D400的預(yù)應(yīng)力管樁，根據(jù)地質(zhì)報告采用樁長L=16m，單樁承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值為850kN，預(yù)算基礎(chǔ)部分造價約為160元/m2，在整個住宅造價中占了相當(dāng)大的比例。在其后的設(shè)計中，筆者樁長不變，結(jié)合當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計經(jīng)驗，將樁型改為250x250的預(yù)制鋼筋混凝土小方樁，單樁承載力極限標(biāo)準(zhǔn)值約為600kN.預(yù)制小方樁在當(dāng)?shù)氐氖┕�價才約50元/m，而預(yù)應(yīng)力管樁的單價約為100元/m.采用小方樁后預(yù)算造價約為90元/m2，綜合經(jīng)濟價值明顯�？梢娺x擇合理的樁型，將對工程的造價產(chǎn)生巨大影響。同樣樁基設(shè)計中對樁長的選擇也至關(guān)重要，在某一高層住宅樁筏基礎(chǔ)設(shè)計中，根據(jù)勘察報告采用D500預(yù)應(yīng)力管樁，可選樁長有：樁長25m ，單樁承載力特征值Ra=900kN；樁長34m，單樁承載力特征值Ra=1300kN.采用25m樁，約需要樁數(shù)290根；而采用34m 樁，則需要工程樁200根。從樁本身而言，兩種方案總的工程樁延米數(shù)量相當(dāng)，但我們分析一下由此而相對應(yīng)的筏板設(shè)計，采用25m 樁為滿樘布樁，所需筏板厚約為1200mm，而采用34m 樁為墻下布樁，筏板厚可減至900mm，經(jīng)濟效益明顯。因此，我們設(shè)計人員在樁基礎(chǔ)設(shè)計中一定要采用多方案比較，選擇合理的樁型與樁長，這都將對整個基礎(chǔ)設(shè)計的合理性與經(jīng)濟性產(chǎn)生巨大的影響，當(dāng)然我們也應(yīng)考慮施工可行性等多方面因素。

　　三.關(guān)于樁偏差的控制和處理

　　樁基施工中對樁的偏差必須嚴(yán)格控制，特別是對于承臺樁及條形樁，樁位的偏差都將產(chǎn)生很大的附加內(nèi)力，而使基礎(chǔ)設(shè)計處于不安全狀態(tài)。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(jù)JGJ94-94第7.4.12條我們控制樁頂標(biāo)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(wù)及損失。當(dāng)樁頂標(biāo)高高于設(shè)計標(biāo)高，則需要劈樁，特別對于預(yù)應(yīng)力管樁等空心樁來說，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經(jīng)濟；而當(dāng)樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)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(yán)格控制樁頂標(biāo)高，盡可能地使工程樁標(biāo)高同設(shè)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(shè)計標(biāo)高。而我們設(shè)計人員在設(shè)計過程中對施工誤差亦應(yīng)有所考慮，筆者建議針對目前的施工質(zhì)量，設(shè)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(dāng)?shù)目刹僮餍�，避免了大量不必要的工作。其二則是樁位的水平偏差。根據(jù)JGJ94-94第7.4.11條控制各樁位偏差，施工過程中發(fā)現(xiàn)樁位偏差較大則應(yīng)及時補樁處理。這里針對4~16根承臺的樁基，JGJ94-94規(guī)范第7.4.11條中規(guī)定允許偏差為1/3樁徑或1/3邊長，而根據(jù)GB50202-2002第5.1.3條則規(guī)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(chǎn)生不同的理解，因此筆者強調(diào)在設(shè)計過程中可以明確樁位偏差允許值所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。另外，對于小直徑樁（D≤250）筆者強調(diào)必須對其偏位進(jìn)行嚴(yán)格控制而不應(yīng)按上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，筆者建議對承臺樁可控制70mm；而對于條形承臺則區(qū)分垂直于條形承臺方向50mm，平行于承臺方向為70mm，當(dāng)然這些要求必須在施工前予于明確。當(dāng)然樁位偏差滿足規(guī)范或設(shè)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(chǔ)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(yīng)處理。

　　四.施工中特殊情況處理

　　樁基施工由于地層的不可知性，經(jīng)常會遇到很多異常情況，這就要求我們根據(jù)具體的情況，仔細(xì)分析，采用妥善的方法去解決各類問題。

　　1）樁基達(dá)到其極限承載力而無法壓至設(shè)計標(biāo)高。這里可能存在兩種情況，其一是地質(zhì)報告有誤，樁實際承載力大于計算值，必須先做試樁以確定其合理的樁長及承載力。其二則可能由于土層本身原因，譬如說飽和砂土產(chǎn)生的孔隙水壓力使樁基根本無法壓入，這就需要我們從施工措施上去解決。首先是必須制定合理的施工順序，譬如說跳打，使先期施工的樁產(chǎn)生的水壓力消散后再施工下一根樁；其次對靜力壓樁來說必須選擇有足夠壓樁力的施工機械，要避免抬機等現(xiàn)象出現(xiàn)；另外可以采取引孔，設(shè)置排水孔等措施盡量減少空隙水壓力。當(dāng)然壓樁時必須注意壓樁力應(yīng)控制在樁身極限強度范圍以內(nèi)，且應(yīng)注意壓樁擠土作用對周邊建筑物的影響。

　　2）樁基施工時壓樁力遠(yuǎn)低于設(shè)計承載力。蘇州閶胥公寓小高層住宅采用18m長D400預(yù)應(yīng)力管樁，根據(jù)地質(zhì)勘察報告單樁承載力設(shè)計值為650kN，進(jìn)行工程樁試打時連續(xù)4根樁的最大壓樁力均僅為300kN，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計承載力。我們仔細(xì)分析了勘察報告認(rèn)為報告所提供的各土層特性基本準(zhǔn)確，而從周邊其他工程的地質(zhì)報告也證明勘察報告無誤，因此我們分析可能由于壓樁機械的壓樁速度偏快，而土層的粘聚力又偏小，故壓樁時樁將土直接剪壞，引起壓樁力偏低，隨著時間土能恢復(fù)固結(jié)。在15天后進(jìn)行的試樁，證明我們的判斷準(zhǔn)確，試驗承載力滿足設(shè)計要求。這一點也從側(cè)面強調(diào)了先進(jìn)行靜載荷試樁的重要性。

　　3）樁基靜載荷試驗不合格。某工程由于時間限制，甲方要求試樁與工程樁同時進(jìn)行，待試樁滿足JGJ94-94附錄c.0.6條時進(jìn)行靜載荷試驗，結(jié)果三組試樁有一組滿足設(shè)計要求而另外兩組試樁均在小于設(shè)計承載力時產(chǎn)生破壞。這就讓我們從設(shè)計、施工和試驗等各方面去分析這兩組試樁，但經(jīng)過與周邊工程比較及現(xiàn)場施工試驗記錄分析，均未發(fā)現(xiàn)特殊情況，即不存在施工，試驗中的失誤。筆者對第一組合格試樁的情況進(jìn)行了比較，終于發(fā)現(xiàn)后二組試樁本身的停歇時間已夠，但周邊的其余工程樁施工在試驗前2天才完成，完全有理由認(rèn)為是因為工程樁施工時將試樁周邊的土破壞而沒有固結(jié)，影響了試樁的承載力。于是等工程樁停歇時間也滿足JGJ94-94附錄c.0.6條時再次對2根試樁進(jìn)行了靜載荷試驗，結(jié)果與我們判斷完全一致，試樁均滿足設(shè)計要求。這一實例告訴我們影響試樁結(jié)果的因素有很多，我們在工程實踐中對各種情況一定要仔細(xì)分析，找出問題所在，而不要盲目處理，造成不必要的損失和浪費。

　　4）管樁裂縫處理。預(yù)應(yīng)力管樁以其強度高，制作周期短，比預(yù)制樁節(jié)省材料等優(yōu)點在工程設(shè)計中受到普遍應(yīng)用，但其也存在受剪能力差的不足之處。在工程實踐中，由于垂直度偏差或擠土等原因經(jīng)常會使管壁產(chǎn)生裂縫而影響質(zhì)量。在昆山某一工程中由于場地天然地面標(biāo)高較低，在樁施工前場地回填了約2m左右的土，而施工中又未對上述情況采取合適的措施，使壓樁機械在施壓進(jìn)行過程中對樁產(chǎn)生了不均勻的側(cè)壓，施工結(jié)束后發(fā)現(xiàn)局部樁位產(chǎn)生了側(cè)偏，經(jīng)小應(yīng)變檢測發(fā)現(xiàn)這些管樁都不同程度地產(chǎn)生了裂縫，如何處理顯得相當(dāng)關(guān)鍵。我們對偏差資料經(jīng)過分析歸類后，對于垂直度偏差小于0.5%的管樁，管壁基本無裂縫，我們認(rèn)為承載力應(yīng)不受損失，故在增加了一組試樁證明承載力滿足設(shè)計條件后不再進(jìn)行處理。而對垂直度偏差大于0.5%的管樁，可以認(rèn)為管壁均已產(chǎn)生裂縫，承載力已受影響，我們對此類樁采用了先糾偏再進(jìn)行灌芯處理，使裂縫部位的傳力通過灌芯部分混凝土傳遞，經(jīng)最終靜載荷試驗證明是切實可行的。因此我們在管樁的實際施工中一定要注意垂直度的控制，因為管樁的抗剪能力較差，很容易破壞而引起不必要的經(jīng)濟損失。

　　樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過程，我們設(shè)計人員一定要考慮到每一個環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，從各方面使之合理化。好的設(shè)計不僅僅是要保證建筑物安全，更要使設(shè)計經(jīng)濟合理。