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岩土工程勘察中桩基的选型分析张瑞林

发表时间：2021/7/19 来源：《基层建设》2021年第12期作者：张瑞林

[导读] 岩土勘察是一项专业性极强且复杂的工程，岩土工程的桩基选型结果关系到岩土工程的质量

        河北建研建筑设计有限公司河北石家庄 050021
        摘要：岩土勘察是一项专业性极强且复杂的工程，岩土工程的桩基选型结果关系到岩土工程的质量，为此提出岩土工程勘察中桩基的选型。在开展工程施工的过程中，若采用普通的基础难以保证地基满足建筑物稳定性、形变、强度等方面的要求，这就需要应用到桩基础，依据建筑物实际荷载要求，使地基承载力能够满足建筑物实际的载荷需求。分析桩基选型需要确定施工技术条件与环境，计算出桩基荷载，得知桩基需要承载的荷载，计算桩基的长度和直径，并通过单桩竖向静载荷试验选择计算，才能得出桩基的规格，来确定桩基。本文主要就岩土工程勘察中桩基的选型进行了相关分析。
        关键词：岩土工程；勘查；桩基；选型

        引言
        在岩土工程勘察过程中，建筑场地基础选型是勘测工程的核心，需要对不同基础环境与建筑进行分析，对其场地的基础选型也要有不同侧重点。岩土工程包括地基与基础、边坡和地下工程等，在做岩土工程时，岩土勘察涉及到的内容较为复杂，对勘查人员的专业性要求极高，对高层建筑的安全及建成后的正常使用至关重要。因此在基础设计中，岩土工程应坚持岩土工程建设的基本原则，根据建设工程地质环境就地取材，从而保护环境不受岩土工程建设过程的破坏，还能节约工程资源。而岩土工程中的桩基是整个工程的支柱，其负责将上部建筑网的荷载传递到深处承载力较大的土层上；或使软土层挤压，以提高土壤的承载力和密实度，从而保证建筑网的稳定性和减少地基的沉降，是岩土工程中最重要的组成之一，因此岩土工程桩基的选择必须和岩土工程相适宜，岩土工程的勘察工作必须到位。所以本文提出的岩土工程勘察中桩基的选型分析具有十分重要的意义。
        1 桩基选型分析
        岩土工程勘察中建筑工程的地基基础选型是勘察工程的重点和核心，必须依据实际的施工情况和地质特征合理的选择施工简单、成本低以及质量容易控制的施工工艺，结合施工建筑的特点进行综合分析，合理选出比较合理的基础类型，保障基础工程能达到经济适用、安全可靠，便于达到岩土工程勘察的实际目的，最大限度地实现工程的经济化和效益化。
        1.1 施工技术条件与环境
        桩基的选择与岩土工程建设场地的地质条件密切相关，在建设过程中，岩土工程的桩基需要考虑工程的特定荷载，因为桩基承载着岩土工程，桩基的荷载决定着工程的坚固程度，所以荷载是制约桩径、桩长的主要因素。布置桩基时，岩土工程岩性是决定采用何种施工方法的重要因素。为此对本次工程进行岩土工程勘察。岩土工程勘察结果如下：工程场地地形较平坦，地势开阔，地貌较单一，交通便利，无不良地质作用，场地稳定，基本适宜建筑。其地基土为中硬土，很不均匀，建筑场地类型为II类。该场地为抗震一般地段。主要岩土由①1素填土、①2素填土、①3冲填土、①4素填土、②1松散卵石、②2稍密卵石、②3中密卵石、③圆砾、④砾砂、⑤粗砂组成。其中，地基土主要以圆砾、砾砂和粗砂呈透镜体状分布于卵石中，局部很不均匀。桩基的选型还要根据岩土工程的施工技术条件与环境，从而选择合适的桩基，桩基才能承载岩土工程，如成孔成桩设备、技术及其成熟性，施工现场的设备运转、排浆、弃土、防噪声振动要求等。这些设备、技术、工程要求严重限制桩基的选型，因此必须根据施工技术条件与环境形成的施工工艺特点，选择桩型和施工方法，因地制宜地选择切实可行的桩基形式。根据岩土工程勘察报告中表1土体物理力学性质参数值，可知基土承载力低，压缩性高，不能作为基础持力层，需要将表层冲填土和素填土挖除，采用承载力较高的稍密和中密卵石作为基础持力层，由于不同地基沉降差异且上部结构荷载较大，易导致不均匀沉降，采取减少差异沉降措施，其相关设计和技术参数如表1所示。

表1 桩基基础设计及施工所需的技术参数值

1.2 桩基荷载
桩基荷载是岩土工程结构促使桩基产生动静态、恒载与可变荷载的大小、偶然荷载的大小、竖向压、拔荷载的大小，竖向荷载的偏心距、水平荷载的大小及其变化特征效应的各种直接作用，制约桩的竖向、水平承载力要求以及桩基的工作性状。根据对目标工程的勘察结果，在水塘区域拟高层建筑物高31.5m，标高3672.4m，基底标高-3.00，结构形式为剪力，拟多层建筑物高15.3m，标高3672.9m，结构形式为框架；非水塘区域拟高层建筑物高33.2m，标高3672.9m，基底标高-5.00，结构形式为框架—剪力，建立地下室的结构形式为剪力墙，拟多层建筑物高17.4m，标高3672.6m，基底标高-3，结构形式为框架。当前，岩土工程常用的桩基有静压预制桩、打入式预制桩、钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩、夯扩桩、人工挖孔桩，其特点如表2所示。

表2 岩土工程常用桩基特点表

根据岩土工程勘察报告结果和岩土工程建筑上部结构，计算桩基需要承受的荷载，则有：

式中q 为桩基荷载，b 为岩土工程跨度，H为岩土工程高度，ϕ是顶板岩石内摩擦角，f是岩土工程周围岩石坚实系数。经过（1）式的计算，可以得出桩基需要承载的荷载，根据单桩承载力大小，选择桩基长短和桩基直径大小。一旦选择的桩基承载力过大，则会加大桩长、桩径，造成施工困难，增加投资；反之，单桩承载力过小，则会增加桩的数量，而且往往不能充分发挥地基潜力。桩基施工图如图1所示。