浅析施工过程中的桩基沉降控制问题

汪承亮

对桩基沉降进行控制，是现代工程需要重点关注的问题。而要实现对桩基沉降进行控制，首先需要对施工过程中桩基沉降的规律进行了解，本文就针对实例工程，对其中桩基沉降规律进行总结之后，提出相关控制措施。

1 工程概况分析

1.1 工程概况

某工厂为棕榈油炼油厂，其建设当中配建7个储油罐，每个储油罐高度为14.2m，直径（宽度）为16.5m，材质为8mm钢板。在单个油罐装满了油之后，该油罐桩基基底均布压力为113kPa[1]。地质环境上该工程区域内存在大面积的冲积软土。

1.2 地质条件详解

该工程位于某海峡西南方向，整体施工场地地势平坦，地质为软弱冲积土层，地址分析结果上来看其属于第四纪滨海相沉积软粘土。该工程为了详细了解地质内部情况，进行野外钻探、线下行原位测试、土工实验分析，进而得出此类地质勘探作业，结果如表1所示。

表1 实例工程勘探结果

1.3 设计要求（见表2）

表2 设计要求

基于以往软弱地基环境的工程案例与相关研究据诶过可以得知，在此类地基条件下建立油罐会直接影响其正常的使用，其中主要因素在于：油罐的基础过大，而导致不均匀沉降和倾斜。因此该实例工程的设计需要满足表2的要求。

1.4 设计方案

该工程的桩基设计采用了单桩变刚度调整法。此方法主要是在筏板下通过不等长的桩基础，削弱筏板边角的刚度，进而实现降低差异沉降的目的。而关于筏板、不等长桩基的标准，该工程通过计算与充水实验，采用了0.5m厚的筏板下，桩基共采用122根直径为350mm的桩基，依照1500mm的间距进行施工，其中24m长桩有61根、30m长桩有48根、36m长桩有13根[2]。

1.5 桩基沉降的规律监测

为了详细了解油罐基础的沉降变化，该工程在其周边埋设了大量的测试仪器，针对其中三根工程桩进行测试，测试内容为桩的荷载传递情况、充水试验过程中群桩的工作性能。测试仪器方面主要12个应变计，将其安装于工程桩周围，以此来对监测桩身的轴力分布情况进行检测。

1.6 桩基沉降的规律总结

为了快速对工程桩基沉降规律进行总结，该工程对油罐进行了充水实验，即在油罐内缓慢注水，通过测试仪器来检测油罐沉降的规律，注水荷载上限为3000t，通过研究结果可以了解到此工程油罐的差异沉降不但存在，还具有继续增大的趋势。

2 实例工程桩基沉降控制措施

2.1 增加筏板的厚度

增加筏板的厚度之所以能够消除沉降，在理论的角度上，其因为筏板的刚度与内力矩阵同板的厚度呈线性关系，所以在筏板厚度增加之后，其中存在的跨越作用的功效就会随之增加，以此使荷载不断向筏板的边缘移动，进而在力学理论上荷载分布相对均匀且边缘化，所以迫使沉降均匀。

2.2 调整地基刚度

为了对工程沉降控制进行优化，该工程还采取了调整地基刚度的做法。此方法的原理在于：因沉降的形成原因在于基础边缘部分的支撑刚度过大，所以对此进行改善即可通过调整基础的刚度分布特征来实现。

2.3 桩侧注浆沉降控制技术

工程采用了桩侧注浆沉降控制技术来实现此点。通过此项技术的实施，实例工程内的桩基承载力会随着注浆量的增加而增加，表3为实例工程桩基在不同注浆量下承载力变化。

表3 实例工程桩基在不同注浆量的承载力变化

由表3可知在采用了桩侧注浆沉降控制技术后，实例工程桩基承载力提高，但基于注浆量的区间大小，承载力的提升幅度会存在差异。

3 常见桩基设计方法

基于现代工程种类的繁多，本文总结部分常见工程中桩基设计方法进行分析。

3.1 群桩沉降计算方法

基于理论对于沉降控制的方法核心在于计算沉降变形规律，而关于沉降变形规律的计算方法，在目前主要采用竖向荷载下群桩基础沉降计算法，其中又分为实体深基法、规范法等，为了详细了解各类算法，本文对此进行逐一分析。

实体深基法。实体深基法是目前应为范畴最为广泛的方法之一，此方法的原理在于：将桩群、桩间土与承台视为等效实体刚性基础，其中等效作用面在于桩端平面，所以在桩端下部土层手承台地面附加应力的作用之下，依照天然地基沉降计算方法可以得出沉降结果，其中附加应力分布的计算方法，通常采用Boussinesq。

规范法。规范法即为国家相关规定当中的计算方法，例如JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》中桩基沉降的计算模型：

式中：s—桩基最终沉降量柱基沉降经验系数；ϕe—桩基等效沉降系数；m—矩—形荷载分块数；——荷载效应准永久组合下的附加压力；n土层数；ER压缩模量；a-—平均附加应力。此计算方法与实体深基法较为类似，但其还通过桩基沉降系数，综合的考虑了应力分布。

3.2 桩基沉降控制标准

对于桩基沉降的控制存在三个指标即最终沉降量s、沉降差异△s、沉降速率us。当桩基出现沉降之后，其主要体现在纵向方面，纵向沉降主要与上部结构的附加变形有密切联系，而要得知纵向各不稳的沉降差△s，可以通过下列公式得出：△s≤0.002l。

4 常见桩基沉降控制方法

4.1 增加桩径

通过桩径的增加，可以有效地改善桩本身的承载能力，进而提高其对沉降的抵抗能力，但是此方法在整体上虽然能够增强沉降抵抗能力，但同时也很容易造成一定程度的沉降现象，并且此方法的实施往往都带有大量的工程成本，所以此方法的适用性相对较低。

4.2 大桩距小桩长

部分工程为了实现对沉降的控制，会采用大桩距小桩长的施工方式来进行施工，此方法的优点在于其具备改善桩基沉降的能力，同时还能确保工程投入成本的不变，但是其优点在于，其因为间距较大的原因，承载力的分布存在较大的间隔，并且同样容易导致发生小幅度的沉降现象。

5 结语

本文针对实例工程对其概况进行了分析，了解了工程当中基沉降的规律，之后介绍了实例工程对沉降的控制措施，最终因为现代工程种类较多，简述了常见的桩基设计方法与沉降控制方法。

[1] 刘振阳.浅析建筑桩基在施工中的沉降问题及解决对策[J].民营科技，2015（ 9）：174.

[2] 陈少威.浅谈建筑桩基在施工中的沉降问题及解决对策[J].工程技术:全文版，2017（3）：26.