韓如泉

摘要：江岸漫灘地區(qū)賦存較厚軟弱土層，在同時(shí)存在不平衡堆土的情況下，確定合理安全的基礎(chǔ)方案至關(guān)重要。本文通過采用管樁和粉噴樁相結(jié)合的方法，有效控制了建筑物的豎向沉降和水平位移，并通過有限元程序結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算了不平衡堆土對建筑物的影響。

關(guān)鍵詞：江岸漫灘;軟弱土層;不平衡堆土;豎向沉降;水平位移

1 工程概況

項(xiàng)目位于揚(yáng)州市瓜洲鎮(zhèn)揚(yáng)瓜路的西側(cè)、翠屏路的南側(cè)，其地質(zhì)條件屬長江北岸漫灘相平原地貌，典型地質(zhì)剖面如下：

由上圖可以看出，除地面以下約1.0m厚的粘土外，其下約30m范圍內(nèi)均為淤泥質(zhì)土，處于軟塑～流塑狀態(tài)，呈現(xiàn)出高壓縮性、低強(qiáng)度的特點(diǎn)，承載力低，壓縮模量低。

該項(xiàng)目采用框架結(jié)構(gòu)，地上3層，局部地下1層，局部地下室系主體結(jié)構(gòu)施工完成后在自然地面上堆土形成?，F(xiàn)有平整后的場地標(biāo)高為4.20m，與局部地下室室內(nèi)平，堆土后的一層室外地面標(biāo)高為7.20m，堆土高3.0m。堆土分三種工況。工況一，在建筑四周堆土，形成閉合的地下室;工況二，在建筑相鄰兩側(cè)堆土，另外兩側(cè)室外標(biāo)高即為場地標(biāo)高，形成兩側(cè)開放的不閉合地下室，如圖2.1所示;工況三，在建筑三側(cè)堆土，形成只有一側(cè)開放的不閉合地下室，如圖2.2所示。工況二、工況三因?yàn)椴黄胶舛淹?，均?huì)形成對上部結(jié)構(gòu)和基底土層的不平衡荷載。

2 基礎(chǔ)方案的選擇

依據(jù)地質(zhì)條件，結(jié)合本工程特點(diǎn)，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和粉噴樁復(fù)合地基的試樁和檢測工作。管樁樁型為PHC-500 A 100，進(jìn)入6號土層6m，檢測所得豎向承載力極限值為3500kN;粉噴樁復(fù)合地基的承載力約為90kPa，但沉降量較大，最大值為81.53mm，且未達(dá)到完全穩(wěn)定，故復(fù)合地基方案不可行。

江蘇省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)DGJ32/TJ 109-2010《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》第3.3.1條闡明了管樁的使用范圍，其第2款第5條明確“軟土地基的樁基周邊地面承受大面積的較大堆載或承受局部較大荷載的樁基工程”不宜采用管樁。這類情況下不宜采用管樁的主要原因是軟土場地在較大堆載時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的豎向壓縮變形，對基樁形成向下的負(fù)摩阻力，同時(shí)引起樁間土的水平位移，對基樁產(chǎn)生較大的水平力，加之本工程部分樓棟的周邊堆土情況不一致，導(dǎo)致基樁承受的水平力加大，可能因管樁抗水平力較差導(dǎo)致管樁傾斜，甚至折斷。

針對上述情況，為消除堆土產(chǎn)生的對基樁的水平推力，在單體周邊布置一定長度粉噴樁作為格柵;確定粉噴樁長度時(shí)，將3.0m堆土折算成54kPa的荷載，計(jì)算出其下土體的滑動(dòng)面，粉噴樁的長度以切斷滑動(dòng)面、阻止滑動(dòng)面的開展為宜，約為6.0m。為保證在樁基施工過程中和主體施工完成后堆土?xí)r，基樁不產(chǎn)生側(cè)移，在建筑范圍內(nèi)布置3.0m長粉噴樁加固樁頂土層，以形成樁頂硬殼層。

圖中表示管樁，進(jìn)入6號土層1.2m，在確定基樁豎向極限承載力時(shí)考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響，按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》第5.4.3條之規(guī)定，中性點(diǎn)以上側(cè)阻力為零，且考慮負(fù)摩阻力引起的下拉荷載;表示3.0m長粉噴樁，樁徑0.5m，用以形成樁頂硬殼層;表示6.0m長粉噴樁，樁徑0.5m，用以形成阻止滑動(dòng)面開展的格柵，格柵單元具體布置型式見圖3.2;圖中所有粉噴樁施工均在管樁施工后進(jìn)行。

3 周邊堆土對已建建筑影響

為較為直觀反映周邊堆土對已建建筑的影響，采用PLAXIS 2D 2012有限元計(jì)算分析軟件對該工程不平衡堆土進(jìn)行模擬。選擇最不利條件-工況二進(jìn)行分析，分別分析了1m/層和1.5m/層這兩種堆載方式下地基的變形和應(yīng)力變化情況，分析結(jié)果如下：

（1）1m/層堆土情況下地基的變形分析（堆載時(shí)間間隔為10天）

圖4.1周邊堆載按照1m/層時(shí)，堆載第一層土PHC樁身所產(chǎn)生的最大水平位移為6.7mm（考慮到三維效應(yīng)對位移進(jìn)行了折減），3.0m堆載最終產(chǎn)生的最大水平位移為20mm。

（2）1.5m/層堆載情況下地基的變形分析（堆載時(shí)間間隔為10天）

圖4.2周邊堆載按照1.5m/層時(shí)，第一層堆土PHC樁身所產(chǎn)生的最大水平位移為11.5mm，3.0m堆載最終產(chǎn)生的最大水平位移為23mm。

比較圖4.1和圖4.2可以看出，1m/層堆載時(shí)PHC樁產(chǎn)生的最大水平位移要小于1.5m/層堆載時(shí)的情況。

（3）1m/層堆載情況下地基的應(yīng)力變化（堆載時(shí)間間隔為10天）

（4）1.5m/層堆載情況下地基的應(yīng)力變化（堆載時(shí)間間隔為10天）

比較圖5.1和圖5.2可以看出，對于1m/層堆載時(shí)，樁周土體剪應(yīng)力的分布明顯小于1.5m/層堆載（圖5.2中的黃色區(qū)域比圖5.1要多，表明應(yīng)力要大）。但是兩者的最大剪應(yīng)力相差不大，樁周土體的最大剪應(yīng)力為50KPa，位于樁端部分，這是由于應(yīng)力集中產(chǎn)生的。

項(xiàng)目進(jìn)行過程中，建設(shè)方委托江蘇省工程勘測研究院有限責(zé)任公司對豎向沉降和水平位移進(jìn)行了監(jiān)測。檢測分5次進(jìn)行，首次為地下室施工結(jié)束，二次為主體施工至二層樓面，三次為主體結(jié)構(gòu)封頂，四次為填充墻體砌筑結(jié)束，土建施工完成后4個(gè)月進(jìn)行了最后一次測量。不同工況下的最終豎向沉降和水平位移值統(tǒng)計(jì)見表1。

實(shí)測豎向沉降最大值為3.21mm，且三種工況較為接近，說明管樁對控制建筑物沉降起到了顯著作用;水平位移值最大為8.79mm，小于數(shù)值模擬計(jì)算所得的23mm，說明管樁周圍布置的粉噴樁形成的硬殼層對管樁的頂端水平位移起到了較為理想的約束作用。比較三個(gè)工況，最大水平位移出現(xiàn)在相鄰兩側(cè)堆土的工況二，顯示該工況下不平衡堆土對建筑物影響大于三側(cè)堆土的工況三，而周邊平衡堆土的工況一產(chǎn)生的水平位移僅為2.22mm。

4 結(jié)論與展望

（1）比較1m/層和1.5m/層兩種堆土工況，前者產(chǎn)生的水平位移小于后者，說明在堆土過程中應(yīng)盡量減小每層堆土的厚度。

（2）比較三種堆土形式產(chǎn)生的水平位移值，建筑物因相鄰兩側(cè)堆土而產(chǎn)生的水平位移大于三側(cè)堆土的情況，而四周平衡堆土對建筑物影響很小。

（3）實(shí)測所得建筑物最終豎向沉降很小，水平位移滿足要求，說明在賦存較厚軟弱土層的江岸漫灘地區(qū)，針對建筑物周邊存在不平衡堆土的情況，采用管樁結(jié)合粉噴樁的基礎(chǔ)方案較為可行。

（4）因粉噴樁施工周期較長，對周邊土壤污染較大，可否將硬化管樁樁頂土層的處理方案調(diào)整為諸如真空預(yù)壓的形式，結(jié)合場地后期需大面積堆土，可采用真空預(yù)壓聯(lián)合堆載的方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]DGJ 32/TJ 109-2010.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程.江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2010.