孔昊泉

載體樁在皖南某工程中的應(yīng)用

孔昊泉

載體樁，又稱復(fù)合載體夯擴(kuò)樁，指由干硬性混凝土及碎石填充料等經(jīng)細(xì)長(zhǎng)錘夯擴(kuò)而形成的復(fù)合載體和鋼筋混凝土樁身構(gòu)成的樁，具有擠密地基、擴(kuò)大樁端面積的雙重作用。復(fù)合載體由干硬性混凝土、填充料和擠密土體組成。填充料是為了增強(qiáng)混凝土樁端下土體的擠密效果而填充的材料。碎磚、碎混凝土塊、水泥拌和物、碎石、卵石及礦渣等都可以作為填充料。擠密土體是填充料周圍被夯實(shí)擠密的土體。復(fù)合載體構(gòu)造示意由于載體樁承載力主要來源于載體，且載體樁樁長(zhǎng)較短，混凝土質(zhì)量易保證，因而具有較高的性價(jià)比，在工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛應(yīng)用。本文以載體樁在皖南某工程中的應(yīng)用為實(shí)例，介紹了載體樁在該地區(qū)的應(yīng)用。

一、工程概況及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

1.工程概況

該工程為皖南某辦公樓，框架結(jié)構(gòu)六層，基礎(chǔ)埋深1.5m。

2.場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地屬風(fēng)化殘積土丘地貌，場(chǎng)地雖經(jīng)人工整平，局部高差仍較大。場(chǎng)地內(nèi)沿土層自上而下為粉土、砂質(zhì)粘性土、強(qiáng)風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖、粉土層。

3.地基與基礎(chǔ)方案

根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)、荷載、場(chǎng)地土特征，淺部土層承載力低，壓縮性高，天然地基土無法滿足建筑物的使用要求，經(jīng)過多方面論證，最終決定采用載體樁。

二、設(shè)計(jì)及施工

載體樁以④層作為樁端持力層，樁徑D=420mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，平均有效樁長(zhǎng)（樁身部分）為5～8m，載體樁承載力主要來源于載體，對(duì)于樁長(zhǎng)小于10m的樁，忽略其側(cè)阻力，以作為安全儲(chǔ)備。

1.單樁承載力特征值

（1）按土質(zhì)確定 Ra=fa·Ae=350×3.0=1050kN

式中：

fa——經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值（kPa），應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）執(zhí)行；

Ae——載體等效計(jì)算面積（m2），在沒有當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)其值可按《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ135-2007） 中的表4.3.2選用，該工程取3.0。

（2）樁身材料強(qiáng)度驗(yàn)算

N≤ψc·fc·Ap

=0.75×19100×0.138=1976.8kN

式中：

N——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)，作用于載體樁單樁上豎向力設(shè)計(jì)值（kPa）；

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa），應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）的規(guī)定；

Ap——樁身截面面積（m2）；

ψc——成樁工藝系數(shù)，樁身為預(yù)制樁時(shí)取0.8，現(xiàn)場(chǎng)灌注時(shí)取0.75。

故設(shè)計(jì)單樁承載力特征值取Ra=1050kN。

2.施工質(zhì)量控制

施工時(shí)采用柱錘夯擊，護(hù)筒跟進(jìn)成孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，柱錘夯出護(hù)筒底一定深度，再分批向孔內(nèi)投入填充料，用柱錘反復(fù)夯實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再填入混凝土夯擊形成載體，最后再施工混凝土樁身。與其他樁基礎(chǔ)相比，載體樁的承載力主要來源于載體，且載體樁為擠土樁，為保證施工質(zhì)量，在施工中重點(diǎn)做好以下工作：

（1）三擊貫入度控制在12～15mm。

（2）施工過程中嚴(yán)格控制相鄰樁的上浮量，對(duì)于混凝土終凝后的相鄰樁，其上浮量控制在15mm左右，對(duì)于混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)的相鄰樁，其上浮量控制在40mm左右。

三、質(zhì)量檢測(cè)及沉降觀測(cè)

1.樁身完整性檢測(cè)

成樁20d后，對(duì)樁基進(jìn)行了低應(yīng)變檢測(cè)，數(shù)量為總樁數(shù)的10%，全部為Ⅰ類樁或Ⅱ類樁，樁身完整性較好，滿足設(shè)計(jì)要求。

2.靜載荷試驗(yàn)

載體樁全部施工完畢20d后，由樁基檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)該樁基工程進(jìn)行了三組靜載荷試驗(yàn)，停止加載時(shí)未達(dá)最大荷載，各樁基試驗(yàn)點(diǎn)在加荷范圍內(nèi)沉降穩(wěn)定，曲線變化正常，單樁承載力特征值Ra≥1050kN。

3.沉降觀測(cè)

在建筑物施工期間及竣工后，對(duì)建筑物的沉降進(jìn)行了觀測(cè)，觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，沉降較均勻，未超過變形允許值。

四、結(jié)論

實(shí)踐證明，載體樁在多層建筑物地基處理中具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，在同等地質(zhì)條件下,與鉆孔灌注樁相比，載體樁費(fèi)用約為鉆孔灌注樁的60%，且混凝土成樁質(zhì)量易保證，在皖南地區(qū)具有良好的發(fā)展前景。

對(duì)于某些地質(zhì)條件較好、擠密效果佳的土層，在施工載體樁時(shí)，可以不投填充料對(duì)樁端土體直接夯實(shí)。

施工時(shí)必須根據(jù)建筑物所處的地質(zhì)條件和周圍的環(huán)境條件，綜合考慮施工方法。為減小施工對(duì)已建建筑物的影響，可以采用無振感的施工方法進(jìn)行施工，或者采取適當(dāng)?shù)臏p振、隔振措施。

開挖地槽時(shí)應(yīng)注意不要用挖掘機(jī)或推土機(jī)等重力機(jī)械強(qiáng)行推平，以免造成樁身斷裂，開挖宜在成樁15d后進(jìn)行

安徽省·水利部淮委水利科學(xué)研究院 232000）