邱興云

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三二隊(duì)廣東韶關(guān)512000）

載體樁樁基礎(chǔ)在韶關(guān)市的第一次工程實(shí)踐

邱興云

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三二隊(duì)廣東韶關(guān)512000）

介紹韶關(guān)市丹霞冶煉廠磨礦車間載體樁樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工、效果檢測(cè)、以及施工總結(jié)的幾點(diǎn)體會(huì)。

首次韶關(guān)市丹霞冶煉廠載體樁設(shè)計(jì)施工總結(jié)

1　前言

載體樁是近三四年來發(fā)展的新工藝，其具承載力可靠性高、操作簡(jiǎn)便、振動(dòng)小、夯擊能量較大、填充料可采用建筑垃圾、經(jīng)濟(jì)性好、成樁率高、廣泛適用于大多數(shù)地層，因而近年來在北方大多數(shù)地區(qū)及南方少數(shù)地區(qū)推行應(yīng)用，主要應(yīng)用于中高層房屋建筑樁基礎(chǔ)、廠房建筑樁基礎(chǔ)以及軟土地基處理工程中。韶關(guān)地區(qū)地層上部主要為沖洪積層及沉積巖風(fēng)化殘積層，在巖面接觸帶廣泛發(fā)育軟弱土層，同時(shí)下覆沉積巖大多數(shù)為巖溶發(fā)育的灰?guī)r，這樣的地層能否適合載體樁的成樁條件呢?在2008年底這個(gè)工程問題尚無解答，但在2009年初，這個(gè)問題就得到了解答，韶關(guān)地區(qū)適合載體樁施工。

2009年初韶關(guān)市丹霞冶煉廠有一大型廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為載體樁，這是首次將載體樁這個(gè)新型工藝帶到韶關(guān)。由于在韶關(guān)地區(qū)尚無施工經(jīng)驗(yàn)，甚至在整個(gè)粵北地區(qū)都無很成熟的施工經(jīng)驗(yàn)。在施工前我單位和業(yè)主單位組織考察隊(duì)去河南進(jìn)行了為期兩個(gè)周的考察與學(xué)習(xí)。

2　工程概況及地質(zhì)條件

2.1工程概況

丹霞冶煉廠位于韶關(guān)市仁化縣西北側(cè)，擬建丹霞冶煉廠磨礦車間，位于廠區(qū)原有鋅礦倉(cāng)廠房南側(cè)，因新基礎(chǔ)離舊廠房柱基礎(chǔ)太近，為避免新基礎(chǔ)開挖對(duì)舊廠房基礎(chǔ)造成影響，磨礦廠房基礎(chǔ)由原獨(dú)立柱基礎(chǔ)更改為載體樁樁基礎(chǔ)。

2.2地質(zhì)條件

據(jù)“《丹霞冶煉廠磨礦車間補(bǔ)充勘察巖土工程勘察報(bào)告》”，場(chǎng)地土層自上而下為：

（1）素填土：雜色，稍密，主要為風(fēng)化土及風(fēng)化碎石等組成，厚3.0～6.9m。

（2）坡積黏土：土黃色、黃褐色，含少量風(fēng)化碎石，可塑狀主，N＝11擊,厚1.5～3.3m。其物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如下：=31.4%，IL=0.24，γ＝19.0kN/m3，e=0.828，Es=5.07 MPa，C=34.1kPa，θ＝13.1°，R＝190kPa。

（3）殘積粉質(zhì)黏土：灰褐色，含大量風(fēng)化殘余碎塊，可塑狀為主，局部夾少量軟塑，N＝6.5擊，層厚6.0～9.50m。其物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如下：=27.8%，IL=0.15，γ＝19.2kN/m3，e=0.730，Es=5.35 MPa，C= 23.2kPa，θ＝13.9°，R＝200kPa。

（4）中～微風(fēng)化灰?guī)r：灰色，微晶結(jié)構(gòu)，薄層構(gòu)造，巖石較完整，巖芯呈短柱狀、局部塊狀，巖溶中等發(fā)育。巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=41.40MPa，屬較硬巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。

3　載體樁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算

3.1載體樁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本工程設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為6～8米，樁徑為420mm，采用三角形、正六邊形及矩形三種形式布樁，樁端持力層為層②黏土或?qū)英鄯圪|(zhì)黏土，三擊灌入度不大于15cm，單樁豎向承載力特征值為400KN。

3.2載體樁單樁承載力計(jì)算

載體樁豎向承載力特征值應(yīng)通過豎向靜載荷試驗(yàn)確定。初步設(shè)計(jì)時(shí)，單樁豎向承載力特征值可按《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ135-2007)的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算。估算公式如下：

Ra=fa·Ae

式中Ra－單樁豎向承載力特征值；

fa－經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值(kPa)；

Ae－載體等效計(jì)算面積(m2),在沒有當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)其值可按《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ135-2007)表4.3.2選用；

3.3載體樁樁身強(qiáng)度驗(yàn)算

載體樁樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足承載力要求，樁身強(qiáng)度按《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ135-2007)式4.3.3驗(yàn)算：

N≤Ψc·fc·Ap

式中N－相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合式，作用于載體樁單樁上豎向承載力設(shè)計(jì)值(kPa)；

fc－混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(KPa)；

Ap－樁身截面積(m2)

4　載體樁施工

4.1機(jī)具設(shè)備選型

載體樁采用專利機(jī)械進(jìn)行施工，專利號(hào)ZL98101332.5，公開號(hào)CN1196427A。

4.2施工工藝流程

載體樁一般采用柱錘夯擊、護(hù)筒跟進(jìn)成孔，在對(duì)樁端土體進(jìn)行填料和夯實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行混凝土夯實(shí)，形成載體，最后施工混凝土樁身。其施工工藝流程主要為：移動(dòng)裝機(jī)就位、沖擊成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高、填料夯實(shí)、實(shí)測(cè)三擊貫入度、夯填干硬性混凝土、放鋼筋籠至標(biāo)高、澆注混凝土、拔護(hù)筒、振搗混凝土。

4.3載體樁質(zhì)量控制方法

本工程采用綜合指標(biāo)法控制質(zhì)量，即同時(shí)考慮填料量、每擊貫入度、三擊貫入度、夯填混凝土量和混凝土樁身五指標(biāo)的方法。

（1）填料量：載體樁施工時(shí)的填料量應(yīng)以三擊貫入度控制，填料量不宜大于1.8m3。

（2）每擊貫入度：根據(jù)設(shè)計(jì)要求；本工程要求每擊貫入度不大于6擊。

（3）三擊貫入度：根據(jù)設(shè)計(jì)要求本工程要求三擊貫入度不大于15cm，且后一次貫入度不能大于前一次貫入度。

（4）夯填混凝土量：宜為0.2 m3，分次夯填。

（5）混凝土樁身：根據(jù)灌注樁施工，嚴(yán)格控制質(zhì)量。

5　樁基礎(chǔ)檢測(cè)

載體樁豎向靜荷載試驗(yàn)宜采用慢速維持荷載法，當(dāng)作為工程驗(yàn)收時(shí)也可采用快速維持荷載法進(jìn)行試驗(yàn)。加載反力裝置可采用堆載或錨樁，也可采用堆載和錨樁結(jié)合。

本工程試驗(yàn)采用壓重平臺(tái)反力裝置，壓板規(guī)格為1m×1m，加載方法采用快速維持荷載法，參照《載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ135-2007)載體樁豎向靜荷載試驗(yàn)中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。在場(chǎng)地范圍內(nèi)均勻選定3個(gè)點(diǎn)作試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　試驗(yàn)結(jié)果匯總表

結(jié)果表明，施工效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，施工工藝及質(zhì)量控制方法是可行的。

6　施工總結(jié)

通過上述工程實(shí)例介紹，說明應(yīng)用載體樁在灰?guī)r地區(qū)處理軟土地基在技術(shù)上是切實(shí)可行的，利用了建筑垃圾，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的，既能達(dá)到良好的處理效果，又能減少基礎(chǔ)工程投資，增加經(jīng)濟(jì)效益。因此，該項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，值得在韶關(guān)地區(qū)推介。根據(jù)本次施工經(jīng)驗(yàn)及其它地區(qū)的參觀學(xué)習(xí)請(qǐng)教，載體樁在設(shè)計(jì)及施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制好以下幾點(diǎn)關(guān)鍵要素：

6.1載體樁承載力及相關(guān)參數(shù)確定

載體樁的承載力主要來源于載體，而載體的受力和等效計(jì)算面積與樁端土體的性質(zhì)密切相關(guān)，因此在無類似地質(zhì)條件下的成樁試驗(yàn)資料時(shí)，應(yīng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)或施工前進(jìn)行成孔、成樁試驗(yàn)以確定相關(guān)施工參數(shù)，并試驗(yàn)承載力以確定設(shè)計(jì)參數(shù)是否經(jīng)濟(jì)合理。

6.2樁間距設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)荷載，確定合適的樁間距。樁間距過小時(shí)，施工載體時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向擠壓力可能導(dǎo)致鄰樁載體偏移、樁身上移，造成斷樁或樁身與載體脫離等缺陷。

6.3填料量的控制

每種土的孔隙比及內(nèi)摩擦角不同，在相同約束和夯擊能量下，土體的擠密效果也不同，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的三擊貫入度所需填料量也不同?？紤]到施工的相互影響，填料量并非越多越好，填料量過大，容易影響到相鄰載體的施工質(zhì)量。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，一般填料量不宜大于1.8m3。當(dāng)填料量大于1.8 m3時(shí)，應(yīng)另選被加固土層或改變施工參數(shù)。在施工中如果填料量過大，應(yīng)密切關(guān)注施工好的臨樁是否有上浮情況，并采取相應(yīng)的處理措施。

6.4三擊貫入度的控制

三擊貫入度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求直接影響承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此在施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制好三擊貫入度，同時(shí)第二次測(cè)得貫入度不大于前一次的貫入度，若發(fā)現(xiàn)不符合此規(guī)律，應(yīng)分析查明原因，處理完畢后重新測(cè)量。

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：載體樁設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ135-2007).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2011).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.

[4]廣東省標(biāo)準(zhǔn)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(DBJ 15-31-2003).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

TU473.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-434-2