孫海忠 羅成恒 魏建華

(上海巖土工程勘察設(shè)計研究院有限公司，上海 200070)

0 引言

樁基選型包括施工工藝的選擇和樁型的確定，目前在樁基礎(chǔ)設(shè)計中還不時存在著盲目以某一因素決定樁型和施工方法的現(xiàn)象，其結(jié)果常常帶來不應(yīng)有的損失和施工困難。許多學者對樁基選型進行了研究:陳華定［1］對樁基選型進行了詳細綜述;曾漢武［2］對因樁基選型不當而造成損失的多個工程案例進行了介紹;蘇庚種［3］對復(fù)雜地質(zhì)條件的樁基選型進行了詳細分析。

同一個項目，可以采用不同的樁基方案。在同樣滿足安全工作的前提下，樁基設(shè)計應(yīng)充分考慮到經(jīng)濟合理和方便施工，以最小的代價取得最大的經(jīng)濟效益，為此，進行不同的方案比較是必須遵循的原則。本文以位于平潭金井灣地區(qū)某組團項目為例，從樁基方案選擇及土方開挖的角度分析樁基優(yōu)化問題，并提出解決辦法。

1 工程概況

1.1 工程簡介

本工程位于福建省平潭綜合實驗區(qū)金井灣地區(qū)，場地北側(cè)為規(guī)劃如意路，南側(cè)為規(guī)劃平嵐嶺路，西側(cè)為現(xiàn)狀水泥路，東側(cè)為規(guī)劃金井二路。本工程用地面積86 009 m2，總建筑面積221 427 m2，其中地上建筑面積168 713 m2，地下建筑面積52 714 m2。地上部分包含18棟辦公樓，建筑高度不超過39 m，地下部分為一層地下車庫?；釉_挖深度為2.05 m，由于北側(cè)、東側(cè)、南側(cè)規(guī)劃道路施工，增加圍堰高度4 m～5 m，基坑最終開挖深度為6 m～7 m。

1.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)《巖土工程勘察報告》，本工程場地屬典型的濱海平原相地貌類型，地層形態(tài)單一。

①1填砂:深灰色，松散，飽和，主要為中細粒石英砂，部分含少量貝殼，局部夾有山地土，均勻性較差，級配較差，為新近人工堆填，堆填時間約半年，厚度為0.80 m ～2.60 m，平均厚度1.45 m。

②淤泥質(zhì)土:灰黑色，流塑，飽和，含腐殖質(zhì)及貝殼等，部分含少量石英砂，有臭味，搖振反應(yīng)慢，捻面光滑，有光澤，干強度及韌性中等。本層在整個場地均有分布，層厚為9.90 m～20.70 m，平均厚度為14.03 m。

③粘土:褐黃色，飽和，可塑～硬塑，含鐵錳結(jié)核等，粘性較強，無搖振反應(yīng)，捻面較光滑，有光澤，干強度及韌性中等。本層在整個場地均有分布，層厚為2.10 m～24.20 m，平均厚度14.11 m。

根據(jù)巖土工程勘察報告，主要含水層為淺部填砂中的孔隙水，與地表水具有相同性，水量主要受大氣降水和季節(jié)影響。場地穩(wěn)定水位一般在0.5 m，近3年～5年最高水位為0.3 m。

2 樁基選型

本工程場地土質(zhì)條件極差，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，對工程樁自身抗變形能力較高。以下對可供選擇的樁基形式逐一進行比較分析，以便確定較為合理的樁基形式。

1)預(yù)制方樁。

本工程采用預(yù)制樁樁長35 m～40 m左右，樁端持力層為強風化花崗巖，長細比在87.5～100之間，國標圖集04G361規(guī)定，對以端承為主的樁，長細比不宜大于100，400預(yù)制樁長細比接近國標的最大值，長細比過大，而我們的土層淤泥較厚，錘擊過程中稍有偏差容易斷樁。

此外，30多米樁長一般需要三節(jié)樁，由于樁太長，樁接頭部位容易出現(xiàn)偏差，影響樁的質(zhì)量，所以一般預(yù)制樁樁長不超過30 m，否則對施工要求很高，質(zhì)量難以保證。

在造價方面，采用預(yù)制樁樁端持力層只能達到強風化巖土層。采用400的預(yù)制方樁，根據(jù)地勘報告，單樁豎向極限承載力標準值為3 500 kN，特征值為1 750 kPa，樁長35 m左右。采用灌注樁樁端持力層可達到中風化花崗巖層，樁長26 m～51 m，直徑1 000的樁，單樁承載力極限值可達到21 000 kN，特征值為10 500 kN，也就是一根灌注樁相當于6根預(yù)制方樁。

6根預(yù)制方樁的體積為:6×0.4×0.4×35=33.6 m3，而一根灌注樁的體積:到中風化巖大概需42 m長，3.14×0.5×0.5×42=33 m3。兩者用的混凝土量是一樣的，但用灌注樁多數(shù)采用單樁，不用承臺。

預(yù)制樁6根樁基礎(chǔ)要用一個長×寬×高=3 800×2 400×1 000的承臺，配筋長向 Φ25@100，短向 Φ20@200。具體造價如下:

混凝土量:3.8 ×2.4 ×1=9.12 m3。

長向承臺鋼筋用量:2 400/100×490.9×3 800=45 600 mm3。

短向承臺鋼筋用量:3 800/200×380.8×2 400=17 000 mm3。

承臺總鋼筋用量:0.045 6+0.017=0.062 6 m3，重量為:7.8 ×0.062 6=0.49 t。

混凝土造價為:500元/m3×9.12 m3=4 560元。

鋼筋造價為:5 000×0.5=2 500元。

每個承臺的造價在7 000元左右，預(yù)制樁每米造價1 400元～1 500元左右，灌注樁每米造價1 800元左右?？梢妴螛对靸r相差不多，但預(yù)制樁多了一個承臺的造價，所以預(yù)制樁并不經(jīng)濟。

2)預(yù)應(yīng)力管樁。

樁端持力層為強風化花崗巖，30多米樁長一般需要三節(jié)樁，由于樁太長，樁節(jié)頭部位容易出現(xiàn)偏差，影響樁的質(zhì)量，所以一般預(yù)應(yīng)力管樁樁長不超過30 m，否則對施工要求很高，質(zhì)量難以保證。

干濕交替下采取措施隔絕水源，但是這個措施是否可靠很重要，金井灣地區(qū)均屬高腐蝕環(huán)境，預(yù)應(yīng)力管樁樁壁很薄，一旦腐蝕就會穿透整根樁，而且樁端等直接傳力部分最易腐蝕，所以隔絕水源措施很重要，到目前尚無可靠措施。

在造價方面，從前面的分析可知一根灌注樁相當于6根預(yù)應(yīng)力管樁的承載力，6根預(yù)應(yīng)力管樁總長:35×6=210 m，以平潭地區(qū)市場價為準，每米280元，總造價:210×280=5.88萬元。

通過前面的分析，承臺造價:7 000元，則總造價約6.6萬元。

灌注樁造價按每立方米1 800元計算，每根樁的體積33 m3，則總造價為1 800×33=59 400元，約合6萬元。

在工期方面，一般情況下施打入巖樁，預(yù)制樁一臺班可打9根樁，灌注樁一臺班可打2根樁，此外灌注樁需28 d的養(yǎng)護，若進行交叉作業(yè)，分段施工，工期方面可以得到補償，且預(yù)應(yīng)力管樁預(yù)制也需養(yǎng)護時間。

凡工程樁發(fā)生大量偏位的，幾乎全是采用錘擊式或壓入法施工的鋼筋混凝土預(yù)制樁和預(yù)應(yīng)力管樁，而灌注樁偏位情況極為少見［4］。不同樁型的剛度差異是一個因素，但主要取決于樁間土的擾動程度。擠土樁在沉樁過程中產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力，在深厚的軟粘土中消散極慢，布樁越密，擾動越嚴重，甚至當沉樁速度稍快時，鄰近樁就會產(chǎn)生偏位的現(xiàn)象。由于基坑開挖時，土的結(jié)構(gòu)強度尚未得到恢復(fù)，樁周土的嵌固作用很小，當挖土高差較大時，工程樁就會朝一個方向偏移，嚴重時導致大量工程樁斷裂、報廢。

3)沖孔灌注樁。

與以上兩種樁型比較，沖孔灌注樁最容易保證質(zhì)量，且對施工要求最低，但同樣存在著樁端的強腐蝕問題，需采取可靠措施，但它同于預(yù)制樁，樁體為實心，若鋼筋保護層加厚，配筋增強，在混凝土中加入防銹劑，腐蝕問題可以得到解決。

在造價方面，通過上面的分析，沖孔灌注樁的造價比預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁便宜或相近。

在工期方面，如施工組織高效，加大施工班組的投入，工期不一定慢，而且在平潭地區(qū)，沖孔灌注樁工藝較為成熟，施工隊伍經(jīng)驗較豐富。

另外，在基坑土方開挖過程中，沖孔灌注樁樁體直徑較大，剛度較大，抗側(cè)移能力較強，樁體偏位、斷裂問題發(fā)生的概率較小。

總體而言，沖孔灌注樁方案比較可行。

3 結(jié)語

本工程樁基在進行以上系統(tǒng)分析后最終選擇了φ1 000沖孔灌注樁方案，土方開挖過程中樁位偏移、樁體斷裂等現(xiàn)象幾乎沒有發(fā)生，而相鄰的某工地因選擇了邊長為400的預(yù)制方樁，Ⅲ類、Ⅳ類樁達到了整個工程樁數(shù)量的一半，最后不得不補沖孔灌注樁，不僅造成了經(jīng)濟損失，也延誤了工期?？傊?，樁型選擇應(yīng)結(jié)合巖土地質(zhì)條件、施工工藝、工期要求、經(jīng)濟等因素綜合分析確定，較適宜的樁型和施工工藝對于保證工程質(zhì)量、節(jié)約投資、縮短工期無疑是非常重要的。

［1］陳華定.淺議樁基選型［J］.工程設(shè)計，2005(4):11-12.

［2］曾漢武.對樁基選型確定的分析［J］.建筑結(jié)構(gòu)，1995(6):37-40.

［3］蘇庚種.復(fù)雜地質(zhì)條件的樁基選型分析［J］.探礦工程，2003(sup):38-40.

［4］DG/T J08-61-2010，基坑工程技術(shù)規(guī)范［S］.