試論超大群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)

楊麗敏

摘要：本文通過結(jié)合一些超大群樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)技術(shù)和方式的實(shí)例，探討和總結(jié)一些關(guān)于超大群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)施中存在的問題，并根據(jù)存在的問題提出其未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵字：超大群樁基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)技術(shù)；探討；

1.超大群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)

我國的建筑事業(yè)在近幾年飛速的發(fā)展，對樁基礎(chǔ)的需求和創(chuàng)新越來越成為建筑事業(yè)成功的基礎(chǔ)，由于我國本身的自然環(huán)境限制和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)技術(shù)也是在不斷地改進(jìn)和轉(zhuǎn)變中，通過大量施工實(shí)踐表明，我國常用的各種樁型從總體上看具有以下幾大特點(diǎn)：

（1）群樁基礎(chǔ)的運(yùn)用種類分為：大直徑樁和普通直徑樁相結(jié)合；預(yù)制樁和灌注樁相結(jié)合；非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁相結(jié)合等。

（2）群樁基礎(chǔ)中運(yùn)用的技術(shù)分為：在部分?jǐn)D土灌注樁的壓漿工藝法中前注漿樁和后注漿樁相結(jié)合；錘擊法、振動(dòng)法和靜壓法相結(jié)合；在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖空法相結(jié)合等方式。

除了上述技術(shù)外，我國在各種大跨橋梁和高層建筑中還運(yùn)用了先進(jìn)的、現(xiàn)代化的工藝設(shè)備和傳統(tǒng)工藝設(shè)備相結(jié)合的方式，在保留過去成功的技術(shù)外，我國還積極的學(xué)習(xí)探索適合中國的現(xiàn)代化技術(shù)。由此可見，我國在樁基礎(chǔ)建設(shè)方面在不斷地嘗試和改進(jìn)技術(shù)，并且也在一些不同的地質(zhì)環(huán)境和領(lǐng)域中得到了較好的成績。

2.相關(guān)的實(shí)例分析

2.1蘇通大橋的群樁基礎(chǔ)建設(shè)

蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州市之間，是交通部規(guī)劃的黑龍江嘉蔭至福建南平國家重點(diǎn)干線公路跨越長江的重要通道。

蘇通大橋的樁基礎(chǔ)的建設(shè)就克服了許多困難，就超大群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工問題而言，蘇通大橋的基礎(chǔ)位于軟弱圖層中，其承受的壓力更大，所需的樁基數(shù)量也就越大，工藝的精確度和質(zhì)量要得到最高的保障，施工風(fēng)險(xiǎn)及操作風(fēng)險(xiǎn)也就隨之增加。由于臨近長江口，蘇通大橋建設(shè)需要經(jīng)受十分復(fù)雜的深水環(huán)境考驗(yàn)，施工平臺，樁加固及施工安全等一些列問題也就產(chǎn)生了，因此就需要相應(yīng)的解決方案的提出。蘇通大橋的設(shè)計(jì)者們堅(jiān)持自主創(chuàng)新，開發(fā)了超大型群樁基礎(chǔ)建設(shè)成套技術(shù)。如：

（1）采用優(yōu)質(zhì)泥漿集中制漿和循環(huán)凈化措施，采用永久鋼護(hù)筒支撐鉆孔施工平臺，有效的解決了水流速度快而產(chǎn)生的安全問題，并且也減少了臨時(shí)結(jié)構(gòu)用鋼量等；

（2）采用永久沖刷防護(hù)工程，成功解決了長江河口段深水區(qū)存在的檢測難題；

例如，蘇通大橋的索塔基礎(chǔ)采用的就是鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，每個(gè)塔基礎(chǔ)樁數(shù)131根，樁長117m，樁徑2.85m/2.5m（鋼護(hù)筒外徑2.85m，混凝土樁直徑2.5m），樁距6.75m，采用梅花形布局，承臺呈啞鈴型，這樣就加大了樁基礎(chǔ)的牢固性，減少強(qiáng)水流沖擊帶來的危害。

（3）采用信息化施工技術(shù)，為工程質(zhì)量提供科學(xué)保障。

2.2李子溝特大橋超大群樁基礎(chǔ)建設(shè)

李子溝大橋也是超大群樁基礎(chǔ)成功應(yīng)用的一個(gè)典型，該橋所處地質(zhì)條件十分復(fù)雜，其土質(zhì)屬于巖土體，所以其承載能力較差。為了適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)和自然環(huán)境問題，該大橋運(yùn)用了連續(xù)組合橋梁的形式，采用了多根大且粗的樁加固作為基礎(chǔ)，并且通過在矮墩設(shè)縱向活動(dòng)支座的方法，有效的調(diào)整了結(jié)構(gòu)剛度，改善結(jié)構(gòu)受力，合理的利用了高低起伏的地質(zhì)特點(diǎn)，滿足垮橋的要求。

由以上兩個(gè)例子可以總結(jié)出，超大群樁基礎(chǔ)的實(shí)施需要因地制宜的結(jié)合多方面的因素，將困難降低到最低點(diǎn)，并且能夠有相應(yīng)的創(chuàng)新應(yīng)用，這樣就可滿足不同的施工要求。

3.超大群樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)中存在的問題

隨著樁基礎(chǔ)的廣泛應(yīng)用，單一樁基礎(chǔ)和普通的群樁基礎(chǔ)已經(jīng)不能滿足一些建筑的需求，而且由于開發(fā)領(lǐng)域難度的不斷增加，所需要的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)也是需要隨之改進(jìn)的，樁基礎(chǔ)的承載能力和穩(wěn)定性要求越來越高；監(jiān)測手段也要進(jìn)一步的提高，一套系統(tǒng)化的檢測和監(jiān)測系統(tǒng)是不可或缺的，而我國的樁基礎(chǔ)分析及檢測和監(jiān)測系統(tǒng)還是一直處于需要完善的階段；還有群樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算也存在著普遍偏大的問題，尤其是深厚軟土地基中群樁沉降的預(yù)測問題一直是工程設(shè)計(jì)中的難題，這樣就給樁基礎(chǔ)的施工帶來一定的差錯(cuò)或者一定的風(fēng)險(xiǎn)；在超大群樁基礎(chǔ)中，承載能力的需要是否達(dá)到所需的程度也是需要攻克的問題。

4.針對存在的問題提出的未來發(fā)展方向

（1）樁的尺寸

隨著土地資源的短缺，高層建筑及超高層建筑越來越多，當(dāng)然這就對樁基礎(chǔ)的承載能力有很大的需求，樁的徑也就越來越大，長度也越來越長。例如，歐美及日本的鋼管樁長度已經(jīng)達(dá)到100m以上，樁徑超過2500mm；廈門某大廈反循環(huán)鉆成孔灌注樁深度達(dá)103m；溫州地區(qū)靜壓式鋼筋混凝土預(yù)制樁長度已達(dá)70m以上，樁斷面600*600平方米等等。同樣超短超小尺寸的樁也將會得到一定的需求。如老城區(qū)的改造，老基礎(chǔ)托換加固，建筑物增層及補(bǔ)樁等，小樁和錨桿靜壓樁技術(shù)也將會日趨成熟。

（2）樁的結(jié)構(gòu)

針對我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等自然環(huán)境問題給各類樁基礎(chǔ)實(shí)施帶來的困難，我們需要對樁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。例如，我們可以向攻克樁成孔難的方向發(fā)展。采用少污染少浪費(fèi)的方向發(fā)展，正如上文提出的國外的液壓打樁錘取代筒式柴油錘，這樣減少了燃料的浪費(fèi)，而且噪音低，無油煙。可以向異形樁方向發(fā)展，如三角形樁、六角形樁、樁身擴(kuò)大樁、波紋柱形樁、螺旋樁等，這樣就可以針對樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的問題提高單樁的承載能力，提高其安全性。

（3）樁的材質(zhì)

針對不同的施工要求，所需的樁的材質(zhì)也將會不同，為了節(jié)約資源的同時(shí)能保證樁基礎(chǔ)的安全性，我們應(yīng)該探索出更廉價(jià)更易獲得的材質(zhì)，例如現(xiàn)在存在的超流態(tài)混凝土、無砂混凝土、纖維混凝土、自流平混凝土等。

（4）監(jiān)測和檢測系統(tǒng)

建立一套完善的檢測和監(jiān)測系統(tǒng)，通過電子設(shè)備，精確所需的樁基的數(shù)值，沉降數(shù)值和相關(guān)的設(shè)計(jì)所需數(shù)值精確，減少設(shè)計(jì)中存在的失誤，也能提高施工的安全性。

這些都是在樁基礎(chǔ)建設(shè)中需要關(guān)注的發(fā)展需求和方向，并且我們應(yīng)該不斷地創(chuàng)新應(yīng)用，將基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)的技術(shù)不斷地改進(jìn)，保證各項(xiàng)工程的高速度、高質(zhì)量的完成。

【參考文獻(xiàn)】

[1]于清泉.超大規(guī)模群樁基礎(chǔ)承載性能試驗(yàn)研究[J].東南大學(xué)，2009.

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