楊瑞遠（廣西華藍設(shè)計（集團）有限公司，530000）

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南寧市邊陽街直管公房舊房改造工程樁基后期處理方案

楊瑞遠（廣西華藍設(shè)計（集團）有限公司，530000）

本文主要針對南寧市邊陽街直管公房改造工程樁基礎(chǔ)設(shè)計的選型進行了探討。并對后期處理提出了一系列的方案。

舊房改造；樁基礎(chǔ)設(shè)計；處理方案

1　工程概況

南寧市邊陽街直管公房舊房改造工程分為A、B兩個地塊，地上三十三層，地下一層。擬建場地位原為舊的底層建筑，現(xiàn)已拆除，地面高差不大。本工程天然地面標高約為72.80m，±0.000標高為73.50m，地下室底板結(jié)構(gòu)面標高-4.5m。

2　地下水文情況

擬建場地靠近邕江，其地下水位的變化隨邕江河水的變化而不同。鉆探期間適逢枯季，地下水穩(wěn)定水位在12m左右，對基坑開挖無影響。當雨季到來后，其地下水位可能與邕江河水位一致。地質(zhì)勘察報告提供的地下室設(shè)防水位標高采用76.40m。實際設(shè)計時采用73.00m。

3　擬建場地各巖土層分布及特征描述

（1）填土①：由粘性土組成，結(jié)構(gòu)松散，局部混碎磚、石等建筑垃圾。局部有淤泥質(zhì)粘土。層厚0.50～2.60m，該層在場地內(nèi)普遍分布，填土時間大于20年，屬高壓縮性土。

（2）黏土②：可塑～硬塑狀態(tài)，局部地段為粉質(zhì)黏土。含鐵質(zhì)氧化物，黏性稍差。該層在整個場地均有分布。層厚4.80～8.00m。屬中等壓縮性土。

（3）粉砂③：稍密～中密狀態(tài)，稍濕～濕，局部夾有粉質(zhì)黏土，含鐵質(zhì)氧化物。層厚3.40～5.5m。該層分布于整個場地，屬中等偏高壓縮性土。

（4）粉土④：稍密～中密狀態(tài)，濕～很濕，局部夾有粉質(zhì)黏土及含鐵質(zhì)氧化物。層厚2.50～4.20m。

（5）中（礫）砂⑤：松散～稍密，含地下水。本層與粉土③層沒有明顯的分界面。層厚1.30～7.70m。

（6）圓礫⑥：松散～中密，含地下水。礫石粒徑在2～20mm的含量約50.1%，次圓形，母巖成分為石英和硅質(zhì)巖，局部地段粒徑較粗，其為卵石。層厚0.70～9.70m。該層分布于整個場地。屬低壓縮性土。

（7）粉砂質(zhì)泥⑦：硬塑狀態(tài)。為第三系巖層，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中～厚層構(gòu)造。局部地段含有白色鈣質(zhì)結(jié)核，致使巖性較硬，該層與泥巖呈互層狀產(chǎn)出，局部地段為粉砂巖；局部有泥煤，含較多有機質(zhì)。呈強風化狀，屬極軟巖。裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，本次揭露厚度4.3～13.4m。

（8）泥巖⑧：堅硬狀態(tài)。為第三系巖層，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中～厚層構(gòu)造。含白色鈣質(zhì)結(jié)核，與粉砂質(zhì)泥巖呈互層狀產(chǎn)出，局部地段夾有粉砂巖。呈中風化狀，屬極軟巖。裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，本次揭露厚度3.60～10.0m。

（9）粉砂巖⑨（E）：堅硬狀態(tài)。為第三系巖層，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中～厚層構(gòu)造。含白色鈣質(zhì)結(jié)核，與粉砂質(zhì)泥巖呈互層狀產(chǎn)出。僅見于1號孔，屬極軟巖。裂隙發(fā)育，巖體較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，本次揭露厚度7.8m。

4　設(shè)計基礎(chǔ)選型

地質(zhì)勘察報告中提供的樁基方案選擇有靜壓預應(yīng)力管樁、反循環(huán)鉆孔灌注樁及長螺旋鉆孔灌注樁，并因泥漿排污因素推薦采用長螺旋鉆孔灌注樁。

樁施工圖設(shè)計中，經(jīng)過對比多種樁型的利弊，采用了鉆孔灌注樁：

（1）靜壓預應(yīng)力管樁方案。

本工程場地靠近民宅，周邊民宅多未進行專門的基礎(chǔ)持力層加固便建于填土上，極易受基坑施工影響。許多民房上部結(jié)構(gòu)已出現(xiàn)裂縫，已屬危房。因此本項目不適合采用擠土效應(yīng)明顯，對場地周邊影響大的靜壓預應(yīng)力管樁基礎(chǔ)。

（2）CFG長螺旋攪拌樁處理后的整體筏板基礎(chǔ)方案。

由于CFG樁處理土層的深度最多只能達到大約15m左右，未能穿越松散的圓礫層，故未予采用。

（3）長螺旋鉆孔灌注樁方案。

該樁型樁徑以400～800mm樁徑為主，不能做擴大頭。以粉砂質(zhì)泥巖⑧層為樁端持力層，取800mm樁徑的鉆孔樁試算，單樁豎向承載力特征值：

Ra=1/K×Quk

=1/2×［3.14×0.8×（2.0×53+3.4×22+3.8×24+3×50+17× 100）+0.830×2000×0.4×0.4×3.14］

=1/2×（5330+834）=3082kN本項目的樓層較高，需要以承載力較高的泥巖⑧、粉砂巖⑨作為基礎(chǔ)持力層，樁長約30～35.m。長螺旋鉆孔灌注樁受機械局限，800mm樁徑的樁最多只能達到30m，且鋼筋籠插入深度僅能達到約20余米無法到底，無法滿足端承樁的構(gòu)造要求。采用該樁型必須做成整體樁筏基礎(chǔ)，整體基礎(chǔ)經(jīng)濟性較差。因此在設(shè)計時未考慮采用此種樁型。

（4）反循環(huán)鉆孔灌注樁方案。

該樁型施工有本地眾多穿越松散圓礫層的工程實際施工經(jīng)驗，能夠選擇各種樁徑及擴大頭滿足設(shè)計要求，并能夠穿越各種土層及軟質(zhì)巖達到設(shè)計指定深度，滿足設(shè)計所需要的樁長。以粉砂質(zhì)泥巖⑧層為樁端持力層，800mm樁徑1600mm擴大頭的樁為例試算承載力：

Ra=Ψp×1/K×Quk

=1/2×［3.14×0.8×（2.0×53+3.4×22+3.8×24+3×50+6×100+ 10×100）+0.830×2000×（0.4+0.4）×（0.4+0.4）×3.14］

=1/2×（5079+3336）=4207kN

該樁型可采用局部樁筏、局部墻（柱）下樁承臺的基礎(chǔ)方案，基礎(chǔ)經(jīng)濟性較好。

樁基施工期間，為保障施工順利進行，經(jīng)現(xiàn)場會議參建各方同意并計算復核后，將600mm樁徑的樁型改為800mm；將800mm樁徑的樁型取消擴大頭；將1000mm樁徑的樁型擴大頭由1600mm減為1500mm。

5　實際施工情況

在樁基礎(chǔ)施工過程中，普遍有塌孔情況存在。一般塌孔位置在約20m樁長的位置，也就是圓礫層底部。泥漿跑失現(xiàn)象嚴重，現(xiàn)場曾在泥漿中摻水泥、水玻璃等材料均不能有效阻止泥漿跑失。后經(jīng)現(xiàn)場會議協(xié)調(diào)，要求減少同時開挖的樁機數(shù)量后，情況得到緩解。

工程實施過程中，B地塊最早出現(xiàn)大面積塌陷，即樁孔從圓礫層底塌孔至地面，范圍約5m直徑。對此類大面積塌孔，要求現(xiàn)場以C20混凝土回填，之后在混凝土初凝前在原位補鉆。目前B地塊施工基本完成，尚余13根樁未施工。

A地塊大約在20～22軸間出現(xiàn)大面積塌孔，越靠近江邊，圓礫層越疏松，塌孔現(xiàn)象越嚴重。大約施工到26軸時因塌孔現(xiàn)象嚴重停工。由施工方建議，改用沖孔灌注樁試驗。采用沖孔灌注樁后，現(xiàn)場能夠順利成孔施工。分析原因，初步結(jié)論為反循環(huán)鉆孔灌注樁因機械限制，泥漿濃度有限，過濃則機械鉆不動。沖孔樁沒有泥漿濃度限制，可以用較稠的泥漿護壁。由于沖孔灌注樁的施工工藝缺陷，周邊居民投訴噪音、震動擾民，在施工了16條沖孔樁后被迫停工，等待下一步處理方案。

6　目前擬備選的方案

經(jīng)參建各方討論，現(xiàn)擬考慮以下幾種備選方案之一作為后續(xù)施工方案：

（1）采用旋挖鉆孔灌注樁。

優(yōu)點：旋挖樁施工可制備稠密的泥漿護壁，有利于圓礫層護壁成孔；可穿越部分軟質(zhì)巖層，到達設(shè)計標高。南寧市已有多個樓盤使用此種樁型，根據(jù)實際工程經(jīng)驗，此種樁型最深可做到50～60m，最大樁徑可達2.5m，鋼筋籠均可安置到底。

缺點：泥漿多污染重，需要進場大型機械，受現(xiàn)場場地局限，進場困難。

（2）采用長螺旋鉆孔壓灌樁。

優(yōu)點：長螺旋鉆孔灌注樁采用壓灌法施工，在成孔并灌注混凝土后才拔桿，塌孔幾率小于反循環(huán)鉆孔灌注樁。施工速度快，現(xiàn)場污染小。

缺點：因設(shè)備所限，需要改用600mm樁徑的樁，需要修改部分基礎(chǔ)設(shè)計，將未施工的主樓部分基礎(chǔ)改為整體樁筏基礎(chǔ)；鋼筋籠不能到底，24m的樁長鋼筋籠只能到大約18m的位置，尚未進入強風化泥巖層。

（3）采用地基加固處理手段固化圓礫層，之后再采用反循環(huán)鉆孔灌注樁施工。

①地基加固處理采用水泥土攪拌法。僅需保證處理后在施工反循環(huán)鉆孔灌注樁時不塌孔。優(yōu)點是能夠處理樁孔周圍一定范圍內(nèi)的土層，加固范圍容易控制，利于鉆孔灌注樁的施工。

②地基加固處理采用高壓噴射注漿法。優(yōu)點是能夠處理噴孔周邊一定范圍內(nèi)的松散土體。缺點是處理范圍、強度均具有不確定性，需要現(xiàn)場經(jīng)試驗確定。如處理的范圍、強度過大，可能會使后續(xù)的鉆孔灌注樁無法施工成孔。

（4）采用反循環(huán)鉆孔灌注樁加鋼套筒護壁。

優(yōu)點：工藝成熟，成孔可靠，樁長不受限制；

缺點：費用高，耗時長，需要相關(guān)設(shè)備，起管工藝復雜，需要施工單位有相關(guān)經(jīng)驗。

7　總結(jié)

綜合上述，以上四個后期處理方案涉及造價、工期等各方面因素，故提交參建各方，通過召開專家論證會的方式，經(jīng)過綜合對比，采用加鋼套筒護壁方案，施工單位曾經(jīng)在其他項目采用過此項技術(shù)，有相關(guān)施工經(jīng)驗，成孔比較可靠，不會出現(xiàn)坍孔的情況，同時防止鉆孔過程中的沉渣回流。最后決定采用反循環(huán)鉆孔灌注樁加鋼套筒護壁方案。后面順利完成施工，檢測樁身質(zhì)量及承載力均滿足要求。

［1］張海波，曾祥軍.樁基礎(chǔ)的設(shè)計、施工、驗收技術(shù)初探［J］.黑龍江科技信息，2008（13）.

［2］任方.淺談靜壓預應(yīng)力管樁在工程中的問題［J］.城市建筑，2012（17）.

［3］楊暉彬，劉 濤.鉆孔灌注樁“旋挖+沖反”施工工藝特點及質(zhì)量控制［J］.施工技術(shù)，2014（07）.

楊瑞遠（1981-），男，工程師，本科，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作10年。

F293.3

A

2095-2066（2016）04-0023-02

2016-1-9