蘇武彪 方愛(ài)英 丁曉光

1 工程概況

杭州汽輪集團(tuán)博世廠房位于杭州市錢塘江沿岸的濱江區(qū)，場(chǎng)地淺部15 m～20 m以粉土層為主。最大單柱荷載要求2 000kN/柱，擬采用預(yù)應(yīng)力管樁，錘擊法沉樁，多樁承臺(tái)，樁徑 500，設(shè)計(jì)單樁承載力要求710 kN，樁長(zhǎng)8.0 m，采用樁長(zhǎng)控制。

2 場(chǎng)地土層特征及單樁承載力

場(chǎng)地土層特征:①層耕土，松軟，層厚0.50 m，力學(xué)性質(zhì)差;②層粘質(zhì)粉土，稍密，層厚1.00 m，力學(xué)性質(zhì)一般;③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，流塑，層厚 1.50 m，高壓縮性;④層粘質(zhì)粉土，稍密，層厚3.20 m，力學(xué)性質(zhì)一般;⑤層砂質(zhì)粉土，中密～密實(shí)，層厚12.0 m，力學(xué)性質(zhì)較好;⑥層淤泥質(zhì)黏土，厚度約15 m，高壓縮性。

根據(jù)鄰近工程經(jīng)驗(yàn)，采用φ 500預(yù)應(yīng)力管樁，選用⑤層中密～密實(shí)狀砂質(zhì)粉土作樁端持力層時(shí)，樁長(zhǎng)8.0 m，靜壓樁壓力值在750 kN～800 kN，根據(jù)勘察報(bào)告，采用單樁極限承載力計(jì)算公式Quk=μp∑qsikli+qpkAp計(jì)算，單樁承載力在720 kN左右，與工程經(jīng)驗(yàn)相吻合，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

3 試樁情況分析

本工程在沉樁過(guò)程中出現(xiàn)了明顯的砂土液化現(xiàn)象，由于每個(gè)承臺(tái)一般都有2根～3根樁，在打樁反復(fù)振動(dòng)過(guò)程中少量樁出現(xiàn)了樁頂冒泥漿等現(xiàn)象，甚至個(gè)別樁出現(xiàn)輕微上浮現(xiàn)象。

表1 91號(hào)樁單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)《建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》，單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)前的休止時(shí)間:砂土不少于7 d。以91號(hào)樁的檢測(cè)結(jié)果為例，從表1及圖1可以看出，91號(hào)樁荷載增加至第6級(jí)沉降量突然增大。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》符合下列條件之一視為達(dá)到承載力極限值可終止加載:1)當(dāng)荷載—沉降(Q—s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量超過(guò)40 mm;2)ΔSn+1/ΔSn≥2，且經(jīng)24 h尚未達(dá)到穩(wěn)定;3)25 m 以上的非嵌巖樁，Q—s曲線呈緩變形時(shí)，樁頂總沉降量大于60 mm～80 mm;4)在特殊條件下，可根據(jù)具體要求加載至樁頂，總沉降量大于100 mm。

靜載荷試驗(yàn)結(jié)果表明91號(hào)樁的單樁極限承載力分別為432 kN，遠(yuǎn)未達(dá)到710 kN設(shè)計(jì)要求。

4 復(fù)測(cè)檢驗(yàn)

周邊場(chǎng)地多采用靜壓法施工，均未發(fā)生過(guò)類似的情況，經(jīng)多方協(xié)商采用了再次復(fù)測(cè)的辦法對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行了檢驗(yàn)，從打樁完畢第45天復(fù)壓結(jié)果見(jiàn)圖2，表2。

表2 91號(hào)樁復(fù)測(cè)單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)結(jié)果

5 錘擊法沉樁影響分析

通過(guò)鄰近工程及先后試驗(yàn)的對(duì)比分析，不同的沉樁方法對(duì)單樁承載力在一定的齡期時(shí)間內(nèi)存在較大的影響，工程中單樁承載力在規(guī)范所定的時(shí)間內(nèi)未能滿足設(shè)計(jì)要求，采用錘擊法施工為直接影響原因。通過(guò)分析比較，認(rèn)為導(dǎo)致承載力偏低的因素有:1)錘擊施工液化影響，樁周土未完成重新固結(jié)，樁周土摩阻力不能充分發(fā)揮;2)錘擊施工過(guò)程中，相鄰樁距離近，相互作用、持續(xù)作用的影響;3)擠壓作用孔隙水位抬高、打樁振動(dòng)，加速了樁身周邊砂土的液化;4)樁長(zhǎng)較短，整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)容易受到錘擊振動(dòng)的影響。

6 如何避免不利因素

預(yù)應(yīng)力管樁錘擊法沉樁對(duì)砂性土場(chǎng)地單樁承載力的影響主要是由擠壓作用、振動(dòng)作用以及孔隙水壓力之間的相互作用而產(chǎn)生的。當(dāng)采用靜壓法施工時(shí)，則容易出現(xiàn)擠土效應(yīng)、孔隙水壓力增大、沉樁困難等，但可以通過(guò)增加壓樁機(jī)配重等辦法解決。當(dāng)樁長(zhǎng)較長(zhǎng)需要穿透粉砂土層時(shí)，則可以采用錘擊法施工，利用振動(dòng)對(duì)土層的影響，加大樁的穿透力。要降低錘擊法沉樁對(duì)砂性土場(chǎng)地單樁承載力的影響主要應(yīng)從減少振動(dòng)、降低孔隙水壓力方面考慮，可以采用以下措施:1)設(shè)置一定數(shù)量的應(yīng)力釋放孔，消散孔隙水壓力;2)合理安排打樁順序及打樁速率，作好孔隙水消散工作，減少相互作用、持續(xù)作用的影響;3)采用有效辦法降低地下水位，減少孔隙水的影響;4)采用靜壓法施工。

7 結(jié)語(yǔ)

錘擊法沉樁對(duì)粉土場(chǎng)地單樁承載力的影響，主要為振動(dòng)作用導(dǎo)致了場(chǎng)地土產(chǎn)生一定程度的液化，使單樁承載力在一定的齡期內(nèi)難以有效發(fā)揮，容易造成對(duì)單樁承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求的判斷。因此，應(yīng)參考已有的工程經(jīng)驗(yàn)，選用較短的預(yù)應(yīng)力管樁在粉土場(chǎng)地施工時(shí)，盡可能采用靜壓法施工。

[1] 李智毅，楊裕云.工程地質(zhì)學(xué)概論[M].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1994.

[2] 丁曉光.杭州汽輪集團(tuán)博世廠房巖土工程勘察報(bào)告[R].杭州:浙江省浙南綜合工程勘察院，2004.

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部，建筑樁基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 趙小龍.杭州汽輪集團(tuán)博世廠房樁基檢測(cè)報(bào)告[R].杭州:核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，2006.