王彥忠 劉金法 王術(shù)江

(1.高密市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，山東 高密 261500； 2.山東省建筑科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

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微型灌注樁在建筑基樁加固中的應(yīng)用

王彥忠1劉金法1王術(shù)江2

(1.高密市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，山東 高密 261500； 2.山東省建筑科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

針對(duì)某樁筏基礎(chǔ)工程中，單樁豎向抗壓承載力不滿足設(shè)計(jì)要求且樁身存在缺陷的問(wèn)題，提出了微型灌注樁加固方案，通過(guò)估算缺陷樁的承載力值，確定了單樁承載力設(shè)計(jì)值，滿足了加固設(shè)計(jì)的要求。

灌注樁，單樁承載力，樁基加固，樁筏基礎(chǔ)

1 工程概況

山東省濰坊市某企業(yè)綜合樓，結(jié)構(gòu)層數(shù)24層，結(jié)構(gòu)形式為框架—核心筒結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)樁徑700 mm，樁長(zhǎng)35 m，單樁豎向抗壓承載力特征值2 750 kN。在對(duì)該工程樁基項(xiàng)目進(jìn)行的樁身完整性低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)中，檢測(cè)218號(hào)樁時(shí)域信號(hào)在19 m左右存在明顯的缺陷反射，為Ⅲ類樁(缺陷樁)，對(duì)單樁承載力有較大影響，需要做加固處理。

2 加固方案的選擇

本工程樁基施工已全部完成，對(duì)該樁的加固要在深度12 m的基坑底部進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)不具備大型施工機(jī)械施工的場(chǎng)地條件。該樁雖然受樁身缺陷影響，承載力有所下降，但尚有約一半的承載力值可以利用，對(duì)其加固，如果采用同樣規(guī)格的樁，要在樁周邊對(duì)稱位置補(bǔ)兩棵，并不經(jīng)濟(jì)，而且補(bǔ)樁后基礎(chǔ)剛度也不均勻。微型灌注樁直徑一般在150 mm～300 mm，可在1.5 m×2.5 m的狹小場(chǎng)地空間施工，滿足本工程樁基加固的施工條件，出于以上考慮，對(duì)該缺陷樁采用微型灌注樁加固。

3 設(shè)計(jì)單樁承載力

3.1 估算缺陷樁承載力值

218號(hào)樁在樁頂測(cè)試面以下19 m深度處樁身存在明顯缺陷，估算該缺陷樁的極限值時(shí)，出于安全考慮，不計(jì)19 m以下樁段樁側(cè)摩阻力和樁端土的支承力，將該段樁長(zhǎng)產(chǎn)生的承載力留作安全儲(chǔ)備。19 m以上樁段的樁身承載力值按摩擦樁計(jì)算[1]：

單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk按式(1)計(jì)算：

Quk=u∑qsikli

(1)

其中，qsik為樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；li為第i層土的厚度。

單樁豎向抗壓承載力特征值Ra按式(2)計(jì)算[1]：

(2)

其中,k為安全系數(shù)，取k=2。

根據(jù)勘察報(bào)告，樁基施工土層力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 土層參數(shù)表

將表1巖土力學(xué)參數(shù)代入式(1)，計(jì)算缺陷樁單樁豎向抗壓極限承載力值Qukq=2 680 kN。按式(2)計(jì)算缺陷樁單樁豎向抗壓承載力特征值Raq=1 340 kN。

3.2 單樁承載力設(shè)計(jì)值

1)單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值。設(shè)計(jì)微型灌注樁樁徑為220 mm，有效樁長(zhǎng)為25 m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30。樁身配筋主筋為3φ16，箍筋為φ6@150(100)。微型灌注樁直徑小，按摩擦樁考慮，參考場(chǎng)地土層參數(shù)按式(1)計(jì)算得到的微型樁單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Qukw=1 130 kN，單樁豎向抗壓承載力特征值Raw=560 kN。

2)樁身承載力設(shè)計(jì)值。按式(3)計(jì)算樁身承載力設(shè)計(jì)值[1]：

N=φcfcAps+0.9fyAs

(3)

其中，N為樁身承載力設(shè)計(jì)值；φc為基樁成樁工藝系數(shù)，取0.7；fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Aps為樁身截面面積；fy為縱向主筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；As為縱向主筋樁身截面面積。

將微型灌注樁混凝土材料的設(shè)計(jì)參數(shù)，代入式(3)，計(jì)算得N=543 kN。

3)設(shè)計(jì)單樁承載力特征值。按地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，微型灌注樁設(shè)計(jì)承載力特征值Nkw應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件[2]：

(4)

Nkw≤Rka=560 kN

(5)

綜合考慮樁身承載力和樁周土對(duì)樁的支承力，設(shè)計(jì)微型灌注樁單樁豎向抗壓承載力特征值Nkw=400 kN。

4)確定樁數(shù)。原設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值為2 750 kN，計(jì)算該缺陷樁的承載力特征值為1 340 kN，不足的承載力數(shù)值由微型灌注樁提供，所需樁數(shù)按下式計(jì)算[1]：

共布置4根微型樁。

4 結(jié)語(yǔ)

該樁基加固樁施工完成后，通過(guò)建設(shè)主管部門組織的工程驗(yàn)收，滿足加固設(shè)計(jì)要求。總結(jié)本工程實(shí)例，微型樁基礎(chǔ)加固具有如下優(yōu)點(diǎn)[4]：

1)微型灌注樁直徑小，適合在樁間距較小的平面空間內(nèi)布樁，利于減少工程樁基的群樁效應(yīng)。2)微型灌注樁單樁承載力低，加固樁基布樁數(shù)量靈活，可以充分利用原缺陷樁基的承載力值，加固樁基做到經(jīng)濟(jì)合理。3)微型灌注樁適用的場(chǎng)地地層地質(zhì)條件廣，施工靈活，施工周期短，可實(shí)現(xiàn)對(duì)樁基礎(chǔ)的快速加固處理。

[1] JGJ 94—2008,建筑基樁技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 張 雁，劉金波.樁基手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009：723-730.

[4] JGJ 123—2012,既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].

On application of mini-bored piles in foundation pile consolidation of buildings

Wang Yanzhong1Liu Jinfa1Wang Shujiang2

(1.GaomiConstructionEngineeringQualityandSafetyMonitoringStation,Gaomi261500,China;2.ShandongAcademyofBuilding,Jinan250031,China)

According to the problems that the single pile’s vertical compressive loading capacity can not meet the design demands in some pile raft foundation projects and some defects in its pile, the paper points out the mini-bored pile’s consolidation scheme, and identifies the design value for the single pile loading capacity according to the estimation of the loading capacity of the defective piles, so as to meet the demands of the consolidation design.

bored pile, single pile loading capacity, pile foundation consolidation, pile raft foundation

1009-6825(2016)20-0064-02

2016-05-08

王彥忠(1972- )，男，工程師

TU473.12

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