桩基础的发展与实际运用

蓝雪华 姚霞

摘 要：本研究从桩基础的理论内容出发，进一步结合实例说明了桩基础在实际工程中的运用，理论与实践相结合的深度研究以期为相关行业提供借鉴指导作用。

关键词：桩基础;实际;工程;运用

1 桩基础的发展

随着社会经济的高速发展，对工程设计的要求也越来越高，其中也包括了桩基础。在桩基础的实际施工过程中，需對现场地形地质进行细致勘查，观察是否存在地基变形情况，并对地基承载力进行严格计算，从而保障建筑满足抗震特性及承载力需求。桩基设计根据实际情况和相关经验，不断创新和发展，也有了一定的成果。

以岩溶地区岩面桩为例，喀斯特（岩溶）地貌是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，因为喀斯特地区岩溶裂隙的发育情况的具有很大的不确定性，洞顶承载力与稳定性不能精准确定都会使基础工程存在着诸多的安全隐患，因此，桩面基便是最佳的选择。

岩面桩通常直径为ф350～ф500，单桩承载力为 300～500kN，可充分利用并发挥洞穴裂缝顶板的承载力和稳定性，而且施工期短，工程造价只为一般嵌岩桩的一半左右。1986年以后，我国开始在喀斯特地区广泛使用岩面桩，此后，建筑物裂缝及倒塌的情况的降低了许多。

2 桩基础的施工过程

2.1钻孔定位

施工过程中采用联测，复测方法以控制桩位。测量给定孔位中心点后，钉一中心木桩，在木桩顶钉一铁钉确定孔位中心点，再按“十字线”法向四周返出四个点钉“骑马桩”，并记录与中心点的距离。

2.2埋设护筒

护筒一般采用钢护筒，也有部分采用钢筋混凝土结构的，作用有：定位;保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内;保持泥浆水位（压力），防止坍孔;桩顶标高控制依据之一; 防止钻孔过程中的沉渣回流

2.3钻机就位

钻机就位要求平、稳、对、正等，铅锤吊对位、水平尺操平，钻机基础稳固。冲击钻就位应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，钻机就位后，进行孔位复测，复测完毕合格后方可进行施工。

2.4放钢筋笼

当钢筋笼过长时可进行分段吊装，需要焊接时，可先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，而后放下。骨架外侧应绑扎水泥垫块或在钢筋笼主筋上焊有一定数量的加筋环用以确定保护层。吊放时应垂直放入，避免钢筋笼末端碰到孔壁造成土块塌落至孔低。

3.桩基础运用的实例

3.1城市环境中影响木质基桩稳定性因素

在建造教堂、建筑物和桥梁等重型纪念碑之前，木质基桩早已被用于固化土壤。众所周知，它们在充满水的厌氧环境中有很长的使用寿命，在这种环境中，除了缓慢的细菌降解外，大多数生物木材的腐烂过程都受到抑制。然而，大规模的城市地面工程可能会改变土壤的生物地球化学稳定性，增加桩基的微生物衰变，导致历史建筑沉降破坏。相关研究分析了在这个复杂的过程中，地面工作有不利于基桩耐久性的后果。认为土壤类型、地下水位和水流量以及水文地质基质是了解场地稳定性的重要参数。这些因素会影响氧气含量，从而导致侵蚀细菌或腐烂木材的真菌进一步侵蚀腐烂。对当地环境的了解可以确定埋葬地点在受到干扰之前的脆弱性，并使人们能够采取预防措施来消除其影响。

3.2灌浆条件对钻孔灌注桩基础砂-混凝土卸荷界面力学性状的影响

此研究分析了不同灌浆条件下卸载灌浆砂-混凝土界面灌浆模式转变的力学行为及规律。提高界面粘聚力是改善砂浆-混凝土界面力学性能的主要途径;当灌浆压力较高时，灌浆水泥通过提高界面粘聚力和摩擦角改善界面剪切性能，注浆压力和注浆量对注浆模式的转变影响尤为显著。

3.3斜桩基础在桥梁抗震设计中的作用

相关内容研究了斜桩基础对桥梁地震反应的影响，表明斜桩基础能显著降低钢筋混凝土桥墩的延性需求。为此，定义了一组不同墩高和跨距长度的九座多跨道路高架桥。每个结构的设计和尺寸详细遵循基于位移的方法，同时考虑线性和非线性预期行为，并假设不同的目标函数桥墩。系统假设建立在一个特定的土层剖面上，并根据每种情况确定合适的桩基布置和尺寸，每种结构中有四个不同的桩前角（包括竖向桩）。通过对应的频变阻抗函数和运动相互作用因子，引入了土与结构相互作用现象。利用子结构方法和非线性时域分析方法，采用集中参数模型表示地基反应，计算并分析了高架桥在7个合适的比例尺实际加速度曲线作用下的横向响应。结果表明，倾斜桩显然有利于桥梁的地震反应，这有助于显著降低延性需求，因为这种类型的基础具有特殊的运动地震反应，并相应降低了系统的输入地震能量[1]。

3.4在悉尼中心商业区桩基础支撑的建筑物下建造双隧道的影响

在悉尼这样拥挤的城市，对地下空间的竞争在建筑环境中升级，因为各种资产需要有限的岩土强度和支撑。在建造隧道时，桩基上的高层建筑物受到地面移动的影响，可能会出现建筑物损坏等特殊问题。以往研究主要研究悉尼马丁广场地下隧道施工的风险。研究的主要目的是提高对隧道-岩石-桩相互作用的认识，并鼓励可持续发展。分别研究了隧道、岩石和桩的组成部分，然后将它们组合成一个单独的模型。地面模型是根据霍克斯伯里砂岩的特点，通过桌面研究发展起来的。桩的设计采用了澳大利亚的标准和高层建筑的观测。隧道施工按照隧道掘进机的施工顺序进行建模。结合各组成部分，对隧道位置、地下室和桩基之间的关系进行了参数化研究。到目前为止，我们的研究结果表明，当附加荷载超过某些桩的承载力时，特别是靠近地下室墙壁的桩。参数分析表明隧道深度与衬砌应力之间存在较强的相关性，而隧道深度与诱导桩荷载之间的相关性较差。水平隧道相对于桩的位置与桩的荷载有较强的相关性。我们建议进一步研究隧道-岩石-桩的相互作用，特别是地下室的相互作用，以证实这项研究的结果[2]。

参考文献

[1]Yue Wu，Cheng Zhao，ChunFeng Zhao，Youbao Wang，Yi Fei.Effect of grout conditions on the mechanical behaviors of unloading sand-concrete interface for reinforcing bored pile foundation[J].Construction and Building Materials，2020，243.

[2]Bo Xu，Hezhi Zhang，Zhenqian Chen.Study on heat transfer performance of geothermal pile-foundation heat exchanger with 3-U pipe configuration[J].International Journal of Heat and Mass Transfer，2020，147.