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南京地區(qū)樁基設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
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1、引言
樁基是一種歷史悠久且應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)形式,常用于豎向荷載大而集中或受大面積地面荷載影響的結(jié)構(gòu)以及在沉降方面有較高要求的建筑物的基礎(chǔ)。南京地區(qū)工程建設(shè)中七層以上和軟弱地基上的建筑物絕大多數(shù)采用樁基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)建設(shè)工程施工圖審查和工程質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)仍然存在許多質(zhì)量問(wèn)題,如沉降不均,沉降過(guò)大,結(jié)構(gòu)開(kāi)裂和嚴(yán)重傾斜等,不少問(wèn)題仍然出于設(shè)計(jì);另一方面也是由于建筑師追求新穎獨(dú)特使結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜,超規(guī)范設(shè)計(jì)造成。為了提高南京地區(qū)樁基設(shè)計(jì)質(zhì)量,筆者就樁基施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析總結(jié),這里對(duì)較為典型的問(wèn)題進(jìn)行分類列舉,供今后的設(shè)計(jì)中借鑒,并希望能引起重視。
2、常見(jiàn)問(wèn)題
?。?)標(biāo)高與平面布置
標(biāo)高和平面位置布置是樁基設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線確定樁位樁長(zhǎng)的重要依據(jù),但實(shí)際設(shè)計(jì)中容易被忽略,存在的問(wèn)題如:柱底軸力圖的柱網(wǎng)關(guān)系與建筑圖不一致;樁群承載力合力點(diǎn)與長(zhǎng)期荷載重心偏離過(guò)大;建筑、結(jié)構(gòu)兩專業(yè)均未給出±0的絕對(duì)標(biāo)高值以至無(wú)法確定基礎(chǔ)埋深、持力層及軟弱下臥層的影響;存在±0“待江邊公路標(biāo)高提供后確定” 的使樁標(biāo)高無(wú)法確定的提法;勘察報(bào)告上標(biāo)高與設(shè)計(jì)所用標(biāo)高不一致,無(wú)法確定持力層的標(biāo)高;樁基礎(chǔ)施工圖中沒(méi)有明確持力層層號(hào)及樁進(jìn)入持力層的深度;某工程端承樁設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層2米,同時(shí)又規(guī)定樁長(zhǎng),樁是雙控還是以一種為主控制不明確,施工難以掌握等問(wèn)題。
?。?)樁基設(shè)計(jì)等級(jí)
根據(jù)樁基破壞造成建筑物的破壞后果的嚴(yán)重性,樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)GB50007-2002第3.0.1條和JGJ94-94第3.3.3條選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)等級(jí),樁基是否進(jìn)行沉降計(jì)算和如何確定樁基承載力與其設(shè)計(jì)等級(jí)直接相關(guān),設(shè)計(jì)中若不注意就會(huì)有如下的常見(jiàn)問(wèn)題:結(jié)施說(shuō)明地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí),而實(shí)際情況應(yīng)為甲級(jí)或乙級(jí)的誤定等級(jí),其結(jié)果是未進(jìn)行沉降驗(yàn)算,違反GB50007-2002第8.5.10條;樁基設(shè)計(jì)圖等級(jí)未標(biāo)注,設(shè)計(jì)等級(jí)應(yīng)為甲級(jí)或乙級(jí)時(shí),單樁豎向承載力特征值未通過(guò)靜載試驗(yàn)確定,違反GB50007-2002第8.5.5條等。
?。?)地下水位
為人防設(shè)施和停車需要,城市建設(shè)中建造了大量的地下室及地下車庫(kù),必然帶來(lái)了與地下水有關(guān)的抗浮和抗拔樁設(shè)計(jì)等相關(guān)問(wèn)題。由于影響到建設(shè)工期和投入的建設(shè)費(fèi)用,地下水位問(wèn)題也開(kāi)始變得突出。目前設(shè)計(jì)中有關(guān)地下水的問(wèn)題如:水浮力計(jì)算所取水位與地質(zhì)報(bào)告提供的常年水位不一致,且計(jì)算偏小,違反了GB50007-2002第3.0.2條和JGJ94-94第5.2.17條;抗浮驗(yàn)算不滿足要求,未進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì),違反GB50009-2001第3.2.5條;錨桿抗拔力計(jì)算不符合GB50007-2002第8.6.3條;樁基豎向承載力計(jì)算豎向荷載對(duì)扣除水浮力的多少把握不當(dāng),未按不利原則設(shè)計(jì);抗拔樁混凝土用C20,不符合其環(huán)境類別的耐久性要求,違反GB50010-2002第3.4.2條;未進(jìn)行樁身抗裂驗(yàn)算,違反GB50007-2002第8.5.8條;地下車庫(kù)設(shè)計(jì)未注單樁抗拔承載力數(shù)值,未做基樁材料受拉驗(yàn)算,鋼筋部分切斷,未通長(zhǎng),不符合JGJ94-94第5.2.17條和4.1.3.2條;設(shè)計(jì)中用管樁作為抗拔樁,正常情況下不宜用管樁作為抗拔樁如果使用應(yīng)進(jìn)行樁身受力及抗裂驗(yàn)算,抗拔管樁的接樁節(jié)點(diǎn)也應(yīng)進(jìn)行抗拔驗(yàn)算等。
正常使用階段存在的抗浮問(wèn)題,則需要進(jìn)行專門的抗浮設(shè)計(jì),常用有抗拔樁、抗拔土錨、利用基坑支護(hù)樁和增加地下車庫(kù)覆土厚度等設(shè)計(jì)方法。對(duì)于施工期間存在抗浮問(wèn)題的只需要在施工期間注意降排水和監(jiān)測(cè)即可。
?。?)荷載與承載力
為了樁基設(shè)計(jì)符合安全實(shí)用,經(jīng)濟(jì)合理的要求,上部荷載和樁基承載力的準(zhǔn)確計(jì)算和取值是至關(guān)重要的,基樁設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載取值應(yīng)全部按新版規(guī)范GB50009-2001要求,如果計(jì)算不準(zhǔn)確就會(huì)留下安全隱患或造成浪費(fèi)。設(shè)計(jì)中關(guān)于此方面比較有代表性問(wèn)題如:樁基設(shè)計(jì)未按GB50007-2002第3.0.4條采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合,造成用樁量偏多;設(shè)計(jì)用“Nmax”組合值設(shè)計(jì)不合適,應(yīng)采用“D+L”標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)工程樁,再用“Nmax” 組合值進(jìn)行校核;單樁荷載按均分計(jì)算與實(shí)際不符;存在嚴(yán)重液化土層的影響,樁基承載力未進(jìn)行折減;樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,基樁承載力計(jì)算不符合JGJ94-94第5.2.2.2條。再如某工程單樁承載力設(shè)計(jì)值,計(jì)算書(shū)為600mm樁,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)為550mm樁,兩者不一致;樁基礎(chǔ)的單樁承載力設(shè)計(jì)值大于樁身強(qiáng)度,違反了GB50003-2002第8.5.9條;樁基中部分基樁受荷超過(guò)了單樁承載力設(shè)計(jì)值,違反了GB50007-2002第8.5.4條;施工圖未說(shuō)明單樁承載力設(shè)計(jì)值;某工程主樓采用φ800樁,要求極限荷載10500KN,而單樁承載力特征值為6000KN不滿足GB50007-2002附錄Q第7條安全系數(shù)大于2的要求;還有如人工挖孔樁未擴(kuò)底,造成人工挖孔樁身直徑過(guò)大,應(yīng)采用擴(kuò)底來(lái)提高承載力,一方面節(jié)約土方和混凝土量0-40%,另外也解決了樁身配筋率過(guò)小的不足等。
?。?)載荷試驗(yàn)
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)和乙級(jí)的樁基承載力須根據(jù)載荷試驗(yàn)確定,南京地區(qū)有部分樁基沒(méi)有按規(guī)范此要求進(jìn)行設(shè)計(jì),試樁僅起了驗(yàn)樁的作用。試樁中存在的代表性的問(wèn)題如:實(shí)際試樁條件與設(shè)計(jì)圖紙不匹配;未注明試樁位置及數(shù)量。樁基設(shè)計(jì)圖中未先行試樁,不符合GB50007-2002第8.5.5;某工程圖紙要求單樁承載力設(shè)計(jì)值為1700KN,而試樁報(bào)告僅為1500KN,二者不符;某工程總樁數(shù)超過(guò)400根,僅做2根試樁,不滿足JGJ94-94第5.2.5條的規(guī)定,試樁數(shù)按GB50007-2002第8.5.5條至少為3根,并不少于1%;未注明試樁的具體要求和樁的測(cè)試要求,違反GB50007-2002第10.1.7和10.1.8條的規(guī)定;試樁未提明確要求,大直徑樁用小應(yīng)變測(cè)試不合適,違反GB50007-2002第8.5.5-1條。某工程試樁極限承載力未達(dá)到設(shè)計(jì)承載力的2倍,違反GB50007-2002附錄H.某工程試樁樁徑(φ600)與設(shè)計(jì)用樁(φ500)不一致;某工程人工挖孔樁的試樁要求僅作二根大應(yīng)變動(dòng)測(cè),不符合JGJ94-94第9.2.2條規(guī)定;某工程鉆孔灌注樁僅試了三根,且結(jié)果離散性大,錘擊樁僅試了二根,數(shù)量偏少,不能作為設(shè)計(jì)依據(jù),違反了GB50007-2002第8.5.5條。某工程試樁計(jì)算樁頂標(biāo)高為6.8米、8米,而圖紙中為6.3米,對(duì)計(jì)算結(jié)果影響沒(méi)考慮;承受水平力與上拔力的樁未按GB50011-2001第8.5.6條的要求做抗拔,抗水平力試驗(yàn)。
在南京地區(qū)樁基成樁的可行性或樁的可打性設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)引起注意,否則也會(huì)引起設(shè)計(jì)不當(dāng),如某工程設(shè)計(jì)樁基進(jìn)入第4層強(qiáng)風(fēng)化砂巖2.5米,但有半數(shù)樁需穿越厚4-8米的第3層硬粉質(zhì)粘土,設(shè)計(jì)選擇振動(dòng)沉管工藝則不合適。某工程樁端持力層定為③-2硬性粘土層,就需要采用可靠結(jié)構(gòu)兩專業(yè)均未給出±0的絕對(duì)標(biāo)高值以至無(wú)法確定基礎(chǔ)埋深、持力層及軟弱下臥層的影響;存在±0“待江邊公路標(biāo)高提供后確定” 的使樁標(biāo)高無(wú)法確定的提法;勘察報(bào)告上標(biāo)高與設(shè)計(jì)所用標(biāo)高不一致,無(wú)法確定持力層的標(biāo)高;樁基礎(chǔ)施工圖中沒(méi)有明確持力層層號(hào)及樁進(jìn)入持力層的深度;某工程端承樁設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層2米,同時(shí)又規(guī)定樁長(zhǎng),樁是雙控還是以一種為主控制不明確,施工難以掌握等問(wèn)題。
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