李德璇

（上海申元巖土工程有限公司，上海 200011）

1 工程概況

擬建“浦東新區(qū)某技術研發(fā)大樓”位于上海市浦東新區(qū)唐銀工業(yè)小區(qū)某地塊。本工程用地面積約53 810 m2，總建筑面積約96 000 m2。

項目包括2幢6層商辦綜合樓A1和A3、1幢2層動力中心樓、1幢2層110 kV用戶站、1幢3層商辦綜合樓A2和4層商辦綜合樓B、C、D以及場地東側地下1層人防汽車庫等建筑。基坑最大埋深約9.0 m，擬建建筑物均擬采用樁基。

本項目為上海市重大建設工程項目。擬建筑物建成后將作為數據中心，配有大量精密電子設備，因此本項目對地基沉降敏感性較高。場地位置如圖1所示。

圖1 場地位置

2 巖土工程詳細勘察

擬建“浦東新區(qū)某技術研發(fā)大樓”位于上海市浦東新區(qū)唐銀工業(yè)小區(qū)，該地區(qū)為上海地區(qū)“濱海平原”地貌類型，擬建場地原為農業(yè)用地。為詳細查明擬建場地內各土層物理力學性質及層面分布情況，本項目采取了多種勘察手段，如現場野外鉆探取土、標準貫入試驗、靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、現場注水試驗、潛水水位觀測和淺層螺紋孔等方法，同時結合室內土工試驗等勘察手段對整個場地進行全面的詳細勘察工作。根據搜集的周邊地塊地質資料，該區(qū)域受古河道切割影響較為嚴重，土層變化較大。

項目地質條件的復雜性主要為以下2個方面。

（1）淺部土層：場地原為農田，1.0 m深度范圍內為素填土，擬建場地范圍內有多條暗浜，分布有浜填土，暗浜分布處填土厚度最深約4.3 m左右。

（2）深部土層：擬建場地60.0 m深度范圍內地層均為第四系松散沉積物，主要由飽和黏性土、粉性土及砂土組成，擬建場地深度20 m范圍內未鉆見全新世Q4飽和成層的砂質粉土或砂土分布，因此判定本擬建場地無液化土層，為不液化場地。擬建場地約25.0 m深度范圍內均為土性較差的軟黏性土，場地西側區(qū)域為正常沉積土層，深度26.0～29.0 m沉積有暗綠色粉質黏土（硬土）；場地東側區(qū)域受古河道切割影響較大，缺失暗綠色粉質粘土，分布有上海地區(qū)溺谷相的⑤3層、⑤4層土，古河道切割深度最大約37.0 m，切割深度范圍內均為土性較差的土層；場地37.0 m以下土層為土性較好的砂質粉土或粉砂層。

特殊試驗項目：為更加全面了解本場地土層情況，得到更詳盡的土層參數，我們在場地擬建埋深9.0 m基坑邊界布置2個十字板剪切試驗孔和2個現場注水試驗孔，并根據十字板剪切試驗結果和現場注水試驗孔試驗結果結合野外取土資料、室內土工試驗對場地內土層劃分情況進行綜合判斷。特殊試驗項目試驗結果驗證了野外記錄及室內土工試驗對土層劃分的合理性，并提供了相應的特殊試驗參數。

裝置投產初期生產舉步維艱。在國內它是一個先天不足的“頭產兒”，一無先例、二無經驗，當裝置出現一些問題，常會令操作者迷惑不解。操作過程稍有偏差，流量、溫度和壓力等參數就會偏離控制值，幾秒鐘后反應器壓力就會失控，造成氣相物料超壓排放，俗稱“放炮”。單就超壓排放損失的物料一項，價值少則幾千元、多則上萬元。1971年，裝置開車投產的第二年，“放炮”次數就達20多次。

樁基涉及土層物理力學參數：對所取土樣進行相關土工試驗，根據原位測試結果及土工試驗結果，結合上海地區(qū)經驗得到的樁基涉及土層物理力學參數見表1。

表1 土層物理力學性質表

針對該地塊的勘察結果表明：本場地有古河道切割區(qū)分布，且部分區(qū)域切割較深，但擬建場地深部土層相對較穩(wěn)定，第四紀以來，未見活動的斷層、斷裂等地質構造，適宜本工程建設。

3 樁基設計及施工

3.1 樁基設計

擬建A1、A3商辦綜合樓建成后將作為本項目數據中心，對于樁基承載力要求較高。

本工程擬建A1、A3商辦綜合樓抗壓樁均采用柱下樁基方案[2]，采用Φ400 mm～Φ600 mm的PHC預應力管樁，每柱下7~8根樁。由于擬建A1、A3商辦綜合樓位于古河道和正常地層不同區(qū)域，樁基需采用不同的樁長和持力層，相鄰孔持力層變化較大，由于不同的區(qū)域土層組合差異較大，同一建筑在不同的區(qū)域產生的地基變形差異也較大，因此根據不同區(qū)域設計了不同的樁長和持力層，正常地層區(qū)域設計樁端入土深度約36.0 m，樁長27.0 m，持力層為⑦1-2層砂質粉土層；古河道切割區(qū)域及過渡區(qū)域設計樁端入土深度約42.0 m，樁長33.0 m，持力層為⑦2層粉砂層。樁基設計方案如圖2所示。

圖2 樁基設計方案示意圖

3.2 工程樁施工

本工程擬建A1、A3商辦綜合樓工程樁施工主要應考慮2個區(qū)域：正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)。

場地南側為平安銀行數據處理中心，東側交通銀行，環(huán)境較為敏感，PHC樁施工時不宜采用錘擊樁，因此，本工程采用靜壓方案進行工程樁的施工。

持力層上部土層以黏性土和松散粉土為主，預制樁沉樁較便利，選擇了合適的沉樁設備。施工期間確保了沉樁連續(xù)施工，避免長時間停留導致沉樁困難，同時合理確定接樁時樁端停留層位。沉樁前，進行了試沉樁，確定合理沉樁控制參數和合適施工機械。當以第⑦2層為樁基持力層時，局部將穿過一定厚度的⑦1-2層，并進入第⑦2層一定深度，沉樁有一定的沉樁難度，選擇了合適的沉樁設備，并確保了樁身結構強度及質量；確定了合理的沉樁流程及適當的控制沉樁速率。

3.3 施工中遇到的問題分析

本工程采用靜壓樁樁基施工過程中發(fā)現，在場地內正常沉積區(qū)域和古河道切割區(qū)域過渡區(qū)域已施工工程樁中有大量（約35%）工程樁欠送2.0～5.0 m或者沉樁到設計標高后樁基承載力達不到要求的情況發(fā)生。綜合來看，樁基施工中，樁端進入持力層厚度約4.0～7.0 m時會發(fā)生工程樁欠送的情況，為減少后續(xù)施工大面積出現工程樁欠送的情況，樁基施工暫時停止，待樁基施工方案調整后再次施工。

通過樁基施工情況對上述問題進行分析并經過專家組會議討論，得出結論：上述問題發(fā)生的原因為場地內正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過渡區(qū)域土層變化較大，建議對該過渡區(qū)域進行施工勘察，以進一步探明該區(qū)域土層分布情況，另外，工程樁宜考慮選用開口型鋼樁尖并將管樁壁厚由110 mm改為130 mm。

4 施工勘察及樁基設計方案優(yōu)化

4.1 施工勘察

根據專家意見，對該地塊正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過渡區(qū)域采用了靜力觸探測試的方法進行了施工勘察[3]，對該過渡區(qū)域進行了靜探孔加密，孔深45.0 m，共加密17個靜探孔，孔距控制在15.0 m以內，綜合利用靜力觸探孔比貫入阻力曲線和之前已完成的勘探孔數據所繪制的剖面圖直觀地反映出更加詳細的正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過度區(qū)域的土層分布情況，為設計調整樁基方案提供依據。施工勘察方案如圖3所示。

圖3 施工勘察方案

4.2 樁基設計方案優(yōu)化

設計方根據施工勘察報告對地塊正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過渡區(qū)域進行了樁基參數的調整，對原方案中發(fā)生工程樁欠送情況的區(qū)域結合施工勘察報告進行了減小樁長的處理，對原樁基方案中出現沉樁到設計標高后樁基承載力達不到要求的區(qū)域進行增加樁長的處理，選用開口型鋼樁尖并將管樁壁厚改為130 mm。

施工方對施工方法進行了改進，采取措施保證了樁基施工時工程樁的垂直度等施工工程參數，并嚴格按照設計要求的時間和區(qū)域進行施工。

4.3 過渡區(qū)域工程樁施工結果分析

根據設計調整后的地塊正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過渡區(qū)域的樁基施工方案，施工方再次對該過渡區(qū)域進行了樁基施工，經統計，施工30根工程樁中有2根出現了欠送情況，欠送高度1.0～2.0 m，沒有出現沉樁到設計標高后樁基承載力達不到要求的情況。

樁基施工結果表明：根據施工勘察報告調整后的樁基施工方案大大減少了工程樁欠送及沉樁到設計標高后樁基承載力達不到要求的情況，樁基施工中沉樁困難得到了明顯改善。

5 結束語

通過對浦東新區(qū)某技術研發(fā)大樓復雜地質情況的勘察，以及對該特殊場地的樁基設計調整和工程樁施工調整，獲得以下經驗。

（1）對復雜地質情況下進行的重大工程建設項目，應采用多種勘察方法探明場地地質情況，以查明擬建場地深部土層的穩(wěn)定性，是否適宜重大工程建設，并獲取全面的地質資料供設計使用。

（2）復雜地質情況下工程樁施工時若遇到大面積沉樁困難，可進行施工勘察，根據施工勘察結果調整樁基設計參數及施工方案，以順利進行工程樁施工。

（3）施工勘察宜采用靜力觸探試驗孔的方案進行，可較為直觀地反映出正常沉積區(qū)和古河道切割區(qū)過渡區(qū)域的土層分布情況，為設計優(yōu)化樁基設計方案提供依據。