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

　　一.樁基設計中靜載荷試驗的重要性

　　目前的樁基礎設計過(guò)程，往往受到時(shí)間的約束首先根據地質(zhì)報告提供的參數確定單樁承載力設計值，根據這個(gè)估算的單樁承載力直接進(jìn)行樁基礎設計并施工，等工程樁施工結束后再挑選試樁進(jìn)行靜載荷試驗。這個(gè)過(guò)程具有相當的不科學(xué)性，結果符合估算要求，則皆大歡喜，否則因工程已施工完畢補樁也會(huì )很困難，且有時(shí)因地質(zhì)報告有出入會(huì )給施工中帶來(lái)相當的不便。這里主要有兩個(gè)問(wèn)題，下面舉例來(lái)說(shuō)明。一是根據地質(zhì)報告提供的樁周土摩擦力標準值及樁端土承載力標準值由規范JGJ94-94計算的場(chǎng)區單樁承載力標準值，這是一個(gè)經(jīng)驗數值，不宜直接采用。近幾年來(lái)筆者通過(guò)各類(lèi)樁基礎中試樁及工程樁的檢測，發(fā)現絕大多數樁的實(shí)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(shí)際承載力將會(huì )比按勘察報告估算的承載力來(lái)布置基礎將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。例如，筆者曾設計過(guò)蘇州工業(yè)園區南都·玲瓏灣花園住宅，主體為地下一層、地面十八層的高層住宅，根據地質(zhì)勘察報告擬采用 D500的預應力管樁，樁長(cháng)20m，按JGJ94-94公式5.2.8估算單樁承載力設計值約為1400kN，而我要求進(jìn)行的3根破壞性試樁顯示實(shí)際單樁承載力可達1850kN，整整比估算值提高了30%左右，實(shí)際工程樁設計就采用試驗值進(jìn)行，為甲方大大節省了投資。其二是當場(chǎng)地不均勻或地質(zhì)報告數值有偏差的情況下，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(lái)巨大的困難且造成不必要的浪費。例如唯亭某五層商住樓，根據地質(zhì)報告采用10m 長(cháng)的預制方樁，樁徑400x400，單樁承載力極限標準值約為1350kN，采用靜力壓樁，實(shí)際施工中幾乎每根樁都壓至2000kN而未達到預定深度，而此時(shí)已達到預制樁的樁身強度，故施工過(guò)程中每根樁都采用了劈樁，在時(shí)間金錢(qián)上都造成了巨大的浪費。經(jīng)過(guò)靜載荷試驗未達設計標高的工程樁均達到了設計承載力，也就是說(shuō)設計上如先進(jìn)行試樁則至少可減短1.5m左右的樁長(cháng)，樁承載力不減小且不需要劈樁。由上可見(jiàn)，樁基礎設計過(guò)程中靜載荷試驗是一個(gè)十分重要的環(huán)節。因為次項工作質(zhì)量直接影響到樁基形式、樁規格和樁入土深度的確定，同時(shí)也對施工難易有密切影響。通過(guò)科學(xué)試驗，取得準確數據，能使設計方案更加合理、可行和經(jīng)濟，遠遠超過(guò)縮短工期所獲得的效益。

　　二.樁基設計中樁型、樁長(cháng)設計的重要性

　　樁基礎設計中對樁型及樁長(cháng)的合理選擇均會(huì )對基礎設計產(chǎn)生重大的影響，合理的樁型、樁長(cháng)選擇將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。筆者在“昆山華地”住宅設計中，開(kāi)始由于考慮時(shí)間原因（有現成的D400預應力管樁），甲方要求采用D400的預應力管樁，根據地質(zhì)報告采用樁長(cháng)L=16m，單樁承載力極限標準值為850kN，預算基礎部分造價(jià)約為160元/m2，在整個(gè)住宅造價(jià)中占了相當大的比例。在其后的設計中，筆者樁長(cháng)不變，結合當地的設計經(jīng)驗，將樁型改為250x250的預制鋼筋混凝土小方樁，單樁承載力極限標準值約為600kN.預制小方樁在當地的施工價(jià)才約50元/m，而預應力管樁的單價(jià)約為100元/m.采用小方樁后預算造價(jià)約為90元/m2，綜合經(jīng)濟價(jià)值明顯�？梢�(jiàn)選擇合理的樁型，將對工程的造價(jià)產(chǎn)生巨大影響。同樣樁基設計中對樁長(cháng)的選擇也至關(guān)重要，在某一高層住宅樁筏基礎設計中，根據勘察報告采用D500預應力管樁，可選樁長(cháng)有：樁長(cháng)25m ，單樁承載力特征值Ra=900kN；樁長(cháng)34m，單樁承載力特征值Ra=1300kN.采用25m樁，約需要樁數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量相當，但我們分析一下由此而相對應的筏板設計，采用25m 樁為滿(mǎn)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，我們設計人員在樁基礎設計中一定要采用多方案比較，選擇合理的樁型與樁長(cháng)，這都將對整個(gè)基礎設計的合理性與經(jīng)濟性產(chǎn)生巨大的影響，當然我們也應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)生很大的附加內力，而使基礎設計處于不安全狀態(tài)。對于樁位偏差我們主要控制兩個(gè)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(shí)際施工中偏差這么大將引起繁重的施工任務(wù)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(lái)說(shuō)，樁頂有樁帽劈樁既困難又不經(jīng)濟；而當樁頂標高低于設計標高時(shí)，又需要補樁頭，這既影響工期又浪費金錢(qián)。這就要求施工單位在施工過(guò)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(guò)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(guò)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(zhì)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(shí)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(guò)程中發(fā)現樁位偏差較大則應及時(shí)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(cháng)，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(cháng)。這顯然是矛盾的，在實(shí)際過(guò)程中很容易與施工驗收方產(chǎn)生不同的理解，因此筆者強調在設計過(guò)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(jìn)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(mǎn)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(lái)解決，這在實(shí)際工程中需針對具體情況相應處理。

　　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(huì )遇到很多異常情況，這就要求我們根據具體的情況，仔細分析，采用妥善的方法去解決各類(lèi)問(wèn)題。

　　1）樁基達到其極限承載力而無(wú)法壓至設計標高。這里可能存在兩種情況，其一是地質(zhì)報告有誤，樁實(shí)際承載力大于計算值，必須先做試樁以確定其合理的樁長(cháng)及承載力。其二則可能由于土層本身原因，譬如說(shuō)飽和砂土產(chǎn)生的孔隙水壓力使樁基根本無(wú)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(shuō)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(lái)說(shuō)必須選擇有足夠壓樁力的施工機械，要避免抬機等現象出現；另外可以采取引孔，設置排水孔等措施盡量減少空隙水壓力。當然壓樁時(shí)必須注意壓樁力應控制在樁身極限強度范圍以?xún)�，且應注意壓樁擠土作用對周邊建筑物的影響。

　　2）樁基施工時(shí)壓樁力遠低于設計承載力。蘇州閶胥公寓小高層住宅采用18m長(cháng)D400預應力管樁，根據地質(zhì)勘察報告單樁承載力設計值為650kN，進(jìn)行工程樁試打時(shí)連續4根樁的最大壓樁力均僅為300kN，遠遠小于設計承載力。我們仔細分析了勘察報告認為報告所提供的各土層特性基本準確，而從周邊其他工程的地質(zhì)報告也證明勘察報告無(wú)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(shí)樁將土直接剪壞，引起壓樁力偏低，隨著(zhù)時(shí)間土能恢復固結。在15天后進(jìn)行的試樁，證明我們的判斷準確，試驗承載力滿(mǎn)足設計要求。這一點(diǎn)也從側面強調了先進(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(shí)間限制，甲方要求試樁與工程樁同時(shí)進(jìn)行，待試樁滿(mǎn)足JGJ94-94附錄c.0.6條時(shí)進(jìn)行靜載荷試驗，結果三組試樁有一組滿(mǎn)足設計要求而另外兩組試樁均在小于設計承載力時(shí)產(chǎn)生破壞。這就讓我們從設計、施工和試驗等各方面去分析這兩組試樁，但經(jīng)過(guò)與周邊工程比較及現場(chǎng)施工試驗記錄分析，均未發(fā)現特殊情況，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)現后二組試樁本身的停歇時(shí)間已夠，但周邊的其余工程樁施工在試驗前2天才完成，完全有理由認為是因為工程樁施工時(shí)將試樁周邊的土破壞而沒(méi)有固結，影響了試樁的承載力。于是等工程樁停歇時(shí)間也滿(mǎn)足JGJ94-94附錄c.0.6條時(shí)再次對2根試樁進(jìn)行了靜載荷試驗，結果與我們判斷完全一致，試樁均滿(mǎn)足設計要求。這一實(shí)例告訴我們影響試樁結果的因素有很多，我們在工程實(shí)踐中對各種情況一定要仔細分析，找出問(wèn)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。預應力管樁以其強度高，制作周期短，比預制樁節省材料等優(yōu)點(diǎn)在工程設計中受到普遍應用，但其也存在受剪能力差的不足之處。在工程實(shí)踐中，由于垂直度偏差或擠土等原因經(jīng)常會(huì )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(chǎng)地天然地面標高較低，在樁施工前場(chǎng)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(guò)程中對樁產(chǎn)生了不均勻的側壓，施工結束后發(fā)現局部樁位產(chǎn)生了側偏，經(jīng)小應變檢測發(fā)現這些管樁都不同程度地產(chǎn)生了裂縫，如何處理顯得相當關(guān)鍵。我們對偏差資料經(jīng)過(guò)分析歸類(lèi)后，對于垂直度偏差小于0.5%的管樁，管壁基本無(wú)裂縫，我們認為承載力應不受損失，故在增加了一組試樁證明承載力滿(mǎn)足設計條件后不再進(jìn)行處理。而對垂直度偏差大于0.5%的管樁，可以認為管壁均已產(chǎn)生裂縫，承載力已受影響，我們對此類(lèi)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(guò)灌芯部分混凝土傳遞，經(jīng)最終靜載荷試驗證明是切實(shí)可行的。因此我們在管樁的實(shí)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雜的過(guò)程，我們設計人員一定要考慮到每一個(gè)環(huán)節，統籌兼顧，從各方面使之合理化。好的設計不僅僅是要保證建筑物安全，更要使設計經(jīng)濟合理。