謝鴻文

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

各城市地質(zhì)地貌復(fù)雜多樣，建筑工程在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，須根據(jù)實(shí)際地勘資料進(jìn)行分析去選擇怎樣的樁基形式才更加適用，在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的前提下，盡量滿足簡單快捷、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保節(jié)能等施工建設(shè)要求。鉆孔灌注樁和預(yù)制樁兩種樁型在工程中使用的已經(jīng)非常廣泛，鉆孔灌注樁有承載力高、適應(yīng)能力強(qiáng)、受力相對較穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)施工中也易出現(xiàn)坍孔、頸縮、樁底沉渣清理困難等問題；預(yù)應(yīng)力管樁單方混凝土的承載力大、工效高、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)施工中存在擠土效應(yīng)、穿透能力差等限制問題，針對不同的地質(zhì)條件，兩種樁型基本可以滿足選用。而實(shí)際工程中存在兩種樁型都較為尷尬的情況，例如持力層較淺、鉆孔灌注樁持力層承載力特征值較低、高壓彈性軟土的情況下，選擇鉆孔灌注樁時(shí)，樁長有可能要求過長或直徑過大，對經(jīng)濟(jì)性不利，選擇預(yù)應(yīng)力管樁時(shí)，樁長太短，承載力過低。對于此類相似情況下的地質(zhì)條件，可以嘗試采用柔剛復(fù)合樁作為工程樁使用。柔剛復(fù)合樁即采用外芯柔性樁，內(nèi)芯采用剛性樁復(fù)合而成的樁。

1 工程概況

擬建項(xiàng)目位于廣東省佛山市，總建筑面積約9.8萬平方米，共5棟高層住宅塔樓，住宅建筑面積約4.08萬平方米，地下室1層。場地地震基本烈度為VII度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期值為0.35s，場地類別為Ⅱ類，50年一遇基本風(fēng)壓0.50kN/m2，塔樓基礎(chǔ)面絕對標(biāo)高3.4m，塔樓筏板厚度1.4～1.6m。

2 地質(zhì)概況

根據(jù)本項(xiàng)目的巖土工程勘察資料場地地層條件，勘察揭露范圍主要有雜填土①、淤泥質(zhì)土②-1、細(xì)砂②-2、粉質(zhì)粘土②-3、殘積粉質(zhì)粘土③-1和③-2、全風(fēng)化巖④-1、強(qiáng)風(fēng)化巖④-2、中等風(fēng)化巖④-3、微風(fēng)化巖④-4，如表1所示。

3 承載力計(jì)算

由于場地部分地段全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖埋藏淺，預(yù)制樁需要穿透較堅(jiān)硬地層或保證一定入巖深度時(shí)，現(xiàn)有錘擊及靜壓方法都很難實(shí)現(xiàn)，且錘擊成樁產(chǎn)生的噪聲問題和靜壓成樁的擠土效應(yīng)問題一直是管樁施工過程中的難題。采用鉆（沖）孔、旋挖孔灌注樁時(shí)，以中等風(fēng)化或微風(fēng)化巖做樁端持力層，預(yù)估樁長20～40m，造價(jià)高，對成本控制不利。因此，可考慮采用旋挖引孔鉆孔，鉆孔孔徑大于樁徑，在鉆孔內(nèi)注入混凝土（外芯長螺旋?800mm鉆孔樁），再植入預(yù)制樁（內(nèi)芯PHC600（130）/AB），可以形成柔剛復(fù)合樁；樁周混凝土漿的擠密作用，能有效提高樁側(cè)摩阻力，最終使單樁變形減小，承載力提高。根據(jù)施工的控制情況將出現(xiàn)三種情況的構(gòu)造，如圖1所示。

初步設(shè)計(jì)時(shí)，柔剛復(fù)合樁豎向抗壓承載力特征值可按以下公式估算（取小值3000kN）：

表1各層地基土（巖）承載力特征值及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

表2各層地基土（巖）承載力特征值及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)

圖1柔剛復(fù)合樁的三種構(gòu)造

其中：α為勁性復(fù)合樁樁端承載力折減系數(shù)，對柔剛復(fù)合樁可取0.7～0.9[1]；本工程 α 取值 0.8。

ξsi、ξp分別為勁性復(fù)合樁樁段外芯各層的側(cè)阻力、端阻力調(diào)整系數(shù)，可按下表參考取值。內(nèi)芯為預(yù)制管樁，可取高值[1]。本工程ξsi粉質(zhì)黏土取值1.6，ξsi強(qiáng)風(fēng)化粉質(zhì)砂巖取值1.8，ξp取值2.0。

取典塔樓下型孔ZK9，暫取有效樁長12m計(jì)算結(jié)果如下：

（1）長芯樁時(shí)簡化計(jì)算：

4 試樁施工

因此根據(jù)初步計(jì)算柔剛復(fù)合樁承載力特征值Ra可暫定為3000kN。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算布置樁位后選取4根不利孔位附近樁位進(jìn)行現(xiàn)場試樁，以便驗(yàn)證柔剛復(fù)合樁樁在本工程中的可行性。試樁的施工基本順序?yàn)椋憾ㄎ环啪€——樁位復(fù)核——鉆孔機(jī)就位——長螺旋樁施工——PHC管樁樁機(jī)就位——PHC管樁施工——復(fù)合樁完成。

試樁施工過程中需要特別注意的事項(xiàng)有：

（1）外芯鉆孔樁身混凝土材料骨料直徑不宜大于30mm，混凝土坍落度宜為180～220mm，樁身混凝土應(yīng)澆筑連續(xù)，考慮壓樁時(shí)混凝土漿擠壓滲入土層中，壓灌樁的充盈系數(shù)宜為1.5～2倍，因此灌注混凝土量不宜小于4～5.2m3，需根據(jù)完成復(fù)合樁時(shí)樁頂混凝土上反情況進(jìn)行合理調(diào)整混凝土的使用量。同時(shí)注意長螺旋鉆孔樁的樁身強(qiáng)度檢驗(yàn)，采用室內(nèi)相同配比混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)條件下90d齡期的立方體（邊長70.7mm）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

（2）內(nèi)芯預(yù)制管樁應(yīng)在混凝土初凝前植入外圍灌注樁中，且越快完成壓樁越有利，因此對施工的技術(shù)能力和時(shí)間把控有較為嚴(yán)格的要求。終止沉樁以終壓力值為主，樁長為輔。施工中應(yīng)對照勘察報(bào)告，確保進(jìn)入持力層的深度和樁長滿足設(shè)計(jì)要求。樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化泥巖或其他遇水易軟化或崩解的風(fēng)化巖（土）層時(shí)，在第一節(jié)樁施打（壓）完畢后立即往管內(nèi)填灌C30細(xì)石混凝土，灌注高度不小于2m，此措施對樁承載力保證也十分重要。

5 樁承載力檢測試驗(yàn)

對試樁采用單樁豎向抗壓承載力靜載荷試驗(yàn)，以確定單樁豎向極限承載力，并在靜載試驗(yàn)前采用高應(yīng)變動測法進(jìn)行單樁承載力的檢測，以便收集動靜對比資料。采用快速維持荷載法，每級加載為預(yù)定最大試驗(yàn)荷載的1/10，第一級按2倍分級荷載加載，在每一級荷載作用下，當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級荷載。靜載試驗(yàn)樁結(jié)果均可滿足設(shè)計(jì)承載力特征值3000kN的要求。樁身質(zhì)量檢測應(yīng)采用低應(yīng)變動測法檢測，所有試樁都需要做檢測。

6 結(jié)論

柔剛復(fù)合樁于某些特殊地質(zhì)情況中，通過內(nèi)芯剛性樁施工過程中對外芯柔性樁的擠壓滲入土層，可一定程度上改善樁周土層的側(cè)阻效應(yīng)，較大地提高樁端、樁側(cè)阻力特征值，從而提高復(fù)合樁的承載力。因此對于持力層埋深較淺、端阻力不大的高層建筑工程，可以借鑒此類樁型。