摘要：目前，經濟的發展帶來了更多的高層建筑，樁基作為這些高層建筑物的基礎，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，設計出合理的樁基尤為重要，它對于成本的節約和安全的保障方面有起著很重要的作用，這就要求設計人員在進行設計時要進行仔細的分析，找出最優的方案。本文主要對土木工程樁基設計中的幾個研究方向進行了探討。
關鍵詞：土木工程、樁基、設計
樁基是高層建筑物的基礎，它對于建筑來說據有很重要的意義。土木工程中，對樁基進行設計時，需要根據地質情況、施工條件以及工程的要求，進行樁型的選擇、樁的各部位尺寸的計算、樁的數量以及承載能力和強度的計算、平面的布置等等。
一、樁型、樁長的設計
樁型、樁長的選擇是否合理將直接影響到整個樁基礎設計，選擇合理的樁型和樁長將帶來很好的收效。
我們以一處建筑的實際設計為例，設計原先根據施工方的建議選擇D400的預應力管樁，根據當地的地質情況，選擇樁長L=16m，單樁承載力的極限標準是850kN，為基礎部分進行造價預算，得出每平方米165元，這在整個建筑的造價中的比例占了很大一部分。考慮到經濟效益，設計的時候保持樁長不變，將樁型做了調整，選擇250×250的預制鋼筋混凝土小方樁，單樁承載力極限標準值約為600kN，而這種樁型經過預算得出的造價僅為每平方米85元，明顯的降低了成本。具體情況見下表1所示。
表1 樁型及造價預算表
|
樁型 |
樁長L（m） |
單樁承載力的極限標準（kN） |
每平方米造價（元/m2） |
|
D400預應力管樁 |
16 |
850 |
165 |
|
250×250預制鋼筋混凝土小方樁 |
16 |
600 |
85 |
從這里可以看出，樁型的選擇對工程來說尤其是價格方面有很重要的意義。
同樣，樁長的實際對于樁基設計來說也很重要，我們以一處建筑的樁筏設計為例，根據各方面的調查，決定采用D500預應力管樁，可選裝常見下表2所示。
表2 采用D500預應力管時樁可選樁長及相關情況表
|
樁長（m） |
單樁承載力特征值Ra（kN） |
所需工程樁數（根） |
布樁方式 |
所需筏板厚度（mm） |
|
25 |
900 |
290 |
滿樘布樁 |
1200 |
|
34 |
1300 |
200 |
墻下布樁 |
900 |
從表中可以看出，樁長有25米和34米兩種選擇，25米樁的單樁承載力特征值Ra小于34米樁，且所需工程樁數34米樁明顯少于25米樁，這邊可以看出，采用34米樁比較好。我們再根據兩種長度樁的筏板設計方式，計算出筏板的厚度，25米樁所需筏板厚度為1200mm，34米樁所需筏板厚度為900mm，所以，從經濟角度考慮，應該選擇34米樁為宜。
總的來說，在進行樁基設計的時候，一定要選用多種方法，考慮經濟效益、可行性等多方面的因素，選出適合的樁型和樁長，給施工帶來更多的效益。
二、靜載荷試驗
如今很多樁基礎的設計，設計過程往往受到時間的限制，設計者通常根據地質情況的一些參數來設計單樁承載力的數值，并將這個估算出來的數值直接用于樁基礎設計和施工之中，通常都會在工程樁施工結束以后，才進行樁的靜載荷試驗。這樣的操作很不合理，也不具備科學性，因為一旦靜載荷試驗結果不符合估算的要求，就要進行大規模的補樁工程，而且由于工程樁施工已完畢，補樁工作難度相當大。主要原因為地質報告提供的樁周圍土壤摩擦力的標準值以及樁端土壤的承載力標準都是根據規范JGJ94-94計算出來的單樁承載力標準值，這個值是經驗數值，不應該直接使用。而且，根據一些對各類樁基礎的實際檢驗發現，很大部分樁的實際承載力水平都高于其計算出來的標準值，所以應該先對樁進行靜載荷試驗得出實際承載力的值進行撞基礎的設計，這會給施工部門帶來方便并帶來了經濟利益。
我們以一個小區住宅的設計為例，根據地質情況參數，選用D500的預應力管樁，樁長L選擇20m，按照相關公式對單樁承載力值進行估算，得出單樁承載力值約為1400kN。對幾根樁進行靜載荷試驗發現單樁承載力值為1900kN，比估算提高了35.7%，具體見下表3。我們在實際設計中采用實驗值，節省了很多的投資。
表3 單樁承載力估算值和實際值的情況對比
|
樁型 |
樁長（m） |
單樁承載力估算值（kN） |
單樁承載力實際值（kN） |
提高比例 |
|
D500預應力管樁 |
20 |
1400 |
1900 |
35.7％ |
總的來說，靜載荷試驗是樁基礎設計過程中相當重要的一個環節。通過科學的試驗，取得準確的數據，提出更加合理可行的設計方案，縮短工期的同時還獲得了很好的經濟效益。
三、總結
樁基作為這些高層建筑物的基礎，在建筑中占有很重要的地位。土木工程中，設計出合理的樁基尤為重要，它對于成本的節約和安全的保障方面有起著很重要的作用。樁基工程是一項很復雜的工程，設計人員在進行樁基設計時，一定要考慮多方面的因素，做到統籌兼顧，使設計的各個方面的合理有效，樁基是整個工程的基礎，沒有一個好的基礎土木工程的后續工作沒有辦法順利進行，有的即使完工但是也會存在嚴重的質量問題，所以針對這個想象，對于樁基的設計、排列、施工等又要有嚴格的技術控制，在保證安全的同時，使其經濟效益更明顯。
參考文獻：
[1] 王濤;帶裙房高層建筑樁基優化設計與樁土相互作用影響系數的試驗研究[D];中國建筑科學研究院;2007年
[2] 蔣曉靜;多高層建筑上部結構和樁筏基礎優化方法研究[D];上海交通大學;2007年
[3] 袁寶軍;高層建筑給水排水工程水力計算及優化設計的研究及探討[D];合肥工業大學;2003年
