易萬(wàn)元，曾紀(jì)文

(湖北省城市地質(zhì)工程院，湖北武漢 430072)

1 工程概況

武漢市某項(xiàng)目由7棟(1#～7#樓)32層及2～5層的配套及商業(yè)用房組成，設(shè)一層地下室。

建筑物主樓下樁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑為Φ800，樁端持力層為⑥-2層卵石層，設(shè)計(jì)進(jìn)入持力層深度≥6 m，有效樁長(zhǎng)≥46 m。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45，單樁承載力極限值為12 000 kN，建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況

經(jīng)鉆探查明，場(chǎng)地覆蓋層厚56．2～63．0 m，為第四系全新統(tǒng)長(zhǎng)江沖洪積層，具明顯二元結(jié)構(gòu)特征，從上至下顆粒逐漸變粗。上部由粘性土組成，下部由砂類土組成。場(chǎng)地下伏基巖為角礫巖，巖性穩(wěn)定(表1)。

場(chǎng)地地下水為上部雜填土中的上層滯水及砂層、卵礫石層中的承壓水以及下部基巖中的裂隙水等三種類型水。場(chǎng)區(qū)內(nèi)③-1層粉質(zhì)粘土夾粉土、粉砂;③-2層粉砂夾粉土、粉質(zhì)粘土，局部粘性土含量較高則弱透水，粉砂含量高則透水。賦存于基巖裂隙水，主要賦存于場(chǎng)地基巖裂隙中，總體水量較小且不均勻。

3 樁基檢測(cè)情況

按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，樁基工程委托第三方進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)工作。

表1 工程地質(zhì)分層表Table 1 Layer table of engineering geology

3．1 破壞性試樁檢測(cè)

在工程樁施工前，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了三組破壞性試樁檢測(cè)(表2)。

表2 破壞性試樁靜載試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Static load test results of destructive test pile

3．2 工程樁靜載驗(yàn)收檢測(cè)

按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，在開挖驗(yàn)收階段，進(jìn)行了7根樁的靜載試驗(yàn)，其中在基坑內(nèi)隨機(jī)抽取122#樁做靜載試驗(yàn)(表3)。

表3 工程樁靜載試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Static load test results of engineering pile

3．3 工程樁其他驗(yàn)收檢測(cè)

按照設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，分別進(jìn)行了低應(yīng)變、聲波檢測(cè)、鉆芯檢測(cè)(表4)。

表4 工程樁其他驗(yàn)收檢測(cè)結(jié)果Table 4 Other acceptance test results of engineering pile

根據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)單位出具的檢測(cè)報(bào)告綜合評(píng)定為本工程樁基承載力、樁身完整性、檢測(cè)深度范圍內(nèi)樁身強(qiáng)度、樁端沉渣均小于規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)樁長(zhǎng)均與施工申報(bào)樁長(zhǎng)基本相符，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求［1］。

4 房屋沉降監(jiān)測(cè)情況

4．1 監(jiān)測(cè)結(jié)果

在上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，建設(shè)單位委托第三方于2013年8月—2015年1月對(duì) A1/2#樓、A3/4#樓、B5#樓、B6/7#樓進(jìn)行了26次沉降觀測(cè)工作，沉降觀測(cè)布點(diǎn)見圖1。根據(jù)觀測(cè)報(bào)告，經(jīng)統(tǒng)計(jì)歸納各樓棟累計(jì)沉降量見表5、沉降速率曲線見圖2(僅提供A1/2#樓，其他樓棟類似)。

圖1 沉降觀測(cè)布點(diǎn)示意圖Fig．1 Schematic diagram of settlement observation points

4．2 沉降分析

根據(jù)累計(jì)沉降量及各樓棟沉降速率圖，分析如下:

(1)各樓棟累計(jì)沉降量達(dá)41．48～42．86 mm，遠(yuǎn)超過(guò)類似樁基工程的沉降量，樁基沉降處于臨界狀態(tài)，若沉降繼續(xù)增大，勢(shì)必造成基礎(chǔ)底板開裂，后果嚴(yán)重。

(2)各樓棟結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的傾斜均滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007—2011)5．3．4 條款要求［2］，整個(gè)建筑未發(fā)生不均勻沉降。

表5 各樓棟累計(jì)沉降量Table 5 Accumulated settlement of the building

(3)2015年1月17日后沉降速率均＜0．04 mm/d，各樓棟沉降均已進(jìn)入穩(wěn)定收斂階段，滿足《建筑變形測(cè)量規(guī)范》(JGJ8—2007)5．5．5 條款要求［3］。

5 沉降量計(jì)算分析

根據(jù)試驗(yàn)試樁及工程樁試樁靜載驗(yàn)收結(jié)果，本工程樁基承載力及試驗(yàn)樁沉降均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

圖2 A1/2#樓沉降速率曲線圖Fig．2 Curve of A1/2#building sedimentation rate

根據(jù)工程樁低應(yīng)變、超聲波、鉆芯檢測(cè)結(jié)果，本項(xiàng)目樁基樁身完整性、檢測(cè)深度范圍內(nèi)樁身強(qiáng)度、樁端沉渣均小于規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，檢測(cè)樁長(zhǎng)均與施工申報(bào)樁長(zhǎng)基本相符，各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，施工質(zhì)量滿足要求。

本工程樁端持力層為⑥-2卵石層，群樁距徑比＜6，有效樁長(zhǎng)46 m，長(zhǎng)徑比57，會(huì)產(chǎn)生群樁效應(yīng)。

群樁效應(yīng)是指群樁基礎(chǔ)受豎向荷載后，由于承臺(tái)、樁、土的相互作用使其樁側(cè)阻力、樁端阻力、沉降等性狀發(fā)生變化而與單樁明顯不同，承載力往往不等于各單樁承載力之和這一現(xiàn)象，可根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94—2008)中 5．5．7-5．5．11 條計(jì)算樁基沉降［4］。

現(xiàn)以A1/2#樓為例，工程樁有效樁長(zhǎng)46．1 m，承臺(tái)底埋深4．0 m，工程樁入持力層⑥-2卵石層6．0 m，持力層平均厚度11．6 m，樁端壓縮層平均厚度:⑥-2卵石層5．6 m，⑦-1角礫巖強(qiáng)風(fēng)化層2．0 m，沉降計(jì)算深度至⑦-2角礫巖中風(fēng)化層頂。

根據(jù)建筑物設(shè)計(jì)參數(shù)、樁基設(shè)計(jì)參數(shù)，式中荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下承臺(tái)底平均附加壓力p0=688 kPa。

根據(jù)樁基平面布置，矩形長(zhǎng)寬比6，查樁基規(guī)范附錄D進(jìn)行沉降計(jì)算(表6)。

表6 樁基計(jì)算沉降量Table 6 Calculated settlement of pile foundation 單位:mm

s'=s1+s2=160．34 mm

根據(jù)樁基規(guī)范式 5．5．9-1、式 5．5．9-2，并查附錄E，經(jīng)計(jì)算 ψe=0．403 7 。

根據(jù)樁基規(guī)范5．5．11條，經(jīng)內(nèi)插法計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψ =0．547 。

s=ψ·ψe·s'=0．547 ×0．403 7 ×160．34=35．41 mm同理，可計(jì)算出其它樓棟樁基沉降量(表7)。

表7 各樓棟計(jì)算沉降與實(shí)測(cè)沉降對(duì)比Table 7 The comparison between the calculated settlement and the measured settlement of the each building

根據(jù)上表對(duì)比結(jié)果，計(jì)算最終沉降小于實(shí)測(cè)沉降，可認(rèn)為與受當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)、持力層情況、土的壓縮性、土層剖面等因素影響的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)選擇有關(guān)，本案例樁端持力層為卵石層，設(shè)計(jì)計(jì)算沉降時(shí)將經(jīng)驗(yàn)系數(shù)平均上調(diào)約0．11，再根據(jù)沉降計(jì)算結(jié)果調(diào)整樁基設(shè)計(jì)，使最終沉降滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)語(yǔ)

鑒于以上群樁沉降量計(jì)算及分析，按照等效作用分層總和法(即樁基規(guī)范法)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)引入樁基等效沉降系數(shù)ψe，考慮了群樁樁距、樁徑、樁長(zhǎng)等幾何特性諸因素對(duì)樁基礎(chǔ)沉降的影響。但經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψ的取值受當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)、持力層情況、土的壓縮性、土層剖面等因素影響較大，對(duì)可壓縮性持力層中群樁沉降量設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可考慮將經(jīng)驗(yàn)系數(shù)調(diào)大一點(diǎn)，充分考慮地域性、地層等情況對(duì)群樁沉降量的影響。

本文不足之處為僅從一個(gè)工程實(shí)例分析群樁基礎(chǔ)樁端位于可壓縮性地層時(shí)，得出沉降量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)上調(diào)值存有局限性，僅供本地區(qū)的設(shè)計(jì)施工人員參考。

［1］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范:JGJ106—2014［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014．

［2］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范:GB50007—2011［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011．

［3］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．建筑變形測(cè)量規(guī)范:JGJ8—2007［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007．

［4］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部．建筑樁基技術(shù)規(guī)范:JGJ94—2008［S］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008．

(責(zé)任編輯:陳文寶)