淺談素混凝土樁復(fù)合地基在高層住宅施工中的應(yīng)用

　　關(guān)鍵詞：素混凝土樁；復(fù)合地基；高層住宅；施工工藝

　　素混凝土樁復(fù)合地基在我國的北方地區(qū)，特別是河南、山西、北京等地高層建筑應(yīng)用己經(jīng)成為一種成熟的施工工藝，并且效果也得到了驗(yàn)證。本文將結(jié)合具體的工程實(shí)例對(duì)素混凝土樁復(fù)合地基在高層建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期能對(duì)素混凝土樁復(fù)合地基在超高層建筑中的應(yīng)用起到一些參考作用。

　　1工程概況及工程地質(zhì)條件

　　成都某住宅小區(qū)(一期)位于成都市錦江區(qū)三圣鄉(xiāng)境內(nèi)，航天立交橋與驕子立交橋之間三環(huán)路外側(cè)。交通便利，場(chǎng)地地貌單元屬于成都東部臺(tái)地的寬緩淺丘地帶。

　　小區(qū)內(nèi)擬建9棟樓，1號(hào)樓為商住混合樓，其余8棟全部為純住宅樓，均為超高層建筑物34-35層，均設(shè)2層地下室，筏板基礎(chǔ)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，工程重要性等級(jí)為一級(jí)，場(chǎng)地及地基等級(jí)均為二級(jí)，巖土勘察設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)。該場(chǎng)地勘察資料表明，擬建建筑物地基持力層強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，須進(jìn)行地基加固處理。

　　根據(jù)鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)巖土實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將助探深度范圍內(nèi)地基土按時(shí)代、成因及土性特征自上而下劃分為四個(gè)工程地質(zhì)層，依次為:第四系全新統(tǒng)素填土層、第四系中下更新統(tǒng)冰水堆積粘土層、含卵石粉質(zhì)粘土及白至系灌口組泥巖。其中第四系中下更新統(tǒng)冰水堆積粘土層按土的狀態(tài)分為兩個(gè)亞層、含卵石粉質(zhì)粘土及白奎系灌口組泥巖按風(fēng)化程度等進(jìn)一步劃分為兩個(gè)亞層。

　　2地基處理方案比較

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件，可供選擇的地基處理方案主要有預(yù)應(yīng)力混凝土樁管樁加固方案和素混凝土樁復(fù)合地基加固方案兩個(gè)，下面分別加以介紹:

　　①預(yù)應(yīng)力混凝土樁管樁加固方案：

　　若采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁管樁加固方案，則主要的技術(shù)參數(shù)和主要工程量為:樁長(zhǎng)平均為巧米樁徑500mm，單樁承載力特征值為1040KN，由于單樁側(cè)壁的負(fù)摩側(cè)力為400KN，因此，實(shí)際單樁所能承載的荷載為640KN。九棟建筑樓房總加固面積為：9460m2，地基承載力特征值為530KPa，則預(yù)應(yīng)力管樁數(shù)應(yīng)為(9460×530)/640=7834根，總計(jì)7834×15=117510m。

　　②素混凝土樁復(fù)合地基加固方案：

　　若采用素混凝土樁復(fù)合地基加固方案，則主要的技術(shù)參數(shù)和主要工程量為:素混凝土樁樁徑為500mm，樁長(zhǎng)平均為11m，單樁承載力特征值為：

　　Ra=1.57l×(7.5×30+0.6×35)+0.196×850=553.36KN，

　　復(fù)合地基樁間土承載力特征值為220KPa，可計(jì)算出置換率為0.127。

　　則素混凝土樁總數(shù)為9565根。

　　總長(zhǎng)度為:9565×11=105215m

　�、�.素混凝土樁復(fù)合地基加固和預(yù)應(yīng)力混凝土樁管樁加固兩方案的比較見表1。

　　預(yù)應(yīng)力混凝土灌注樁和素混凝土樁復(fù)合地基都可以在技術(shù)上滿足所需的加固效果，從工程施工難度來說，素混凝土樁穿透夾卵層相對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土灌注樁來說容易一些，從經(jīng)濟(jì)投資方面來說，可以比預(yù)應(yīng)力管樁節(jié)省投資443.1萬元，同時(shí)工期也節(jié)省45天。經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)、施工工期和施工質(zhì)量等角度綜合，選擇了素混凝土樁復(fù)合地基作為地基加固處理方法。

　　3素混凝土樁復(fù)合地基加固處理設(shè)計(jì)

　�。�1）設(shè)計(jì)參數(shù)

　　樁徑:.500m，樁距依據(jù)基礎(chǔ)寬度而定；樁體強(qiáng)度:采用C15素混凝土;樁端持力層為稍密卵石層，樁端阻力特征值取值為Q=850KPA，樁端進(jìn)入持力層不小于600mm;褥墊層:褥墊層厚度取300nlln。其材料用中砂，粗紗，級(jí)配砂石或者碎石，最大粒徑小于300mm。

　�。�2）方案設(shè)計(jì)

　　素混凝土樁復(fù)合地基單樁承載力特征值采用下式：

　�。�1）

　　式中:Ra為單樁豎向承載力特征值(KN);娜為樁的周長(zhǎng)(m);分別為樁周第i層土的側(cè)阻力、樁端端阻力特征值歸司;為第i層土的厚度回;與為樁的截面積(時(shí))。

　　將樁身各參數(shù)和各土層參數(shù)代入式(1)，求得:Ra=551.79KN.

　　依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和場(chǎng)地巖土工程剎牛及設(shè)計(jì)要求，加固方案計(jì)算參數(shù)及成果如下表)所示�！　�

　　（3）樁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)

　　本工程混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C15混凝土。粗集料用2cm-5cm卵石，細(xì)集料采用細(xì)、中砂。

　　4素混凝土樁復(fù)合地基的施工工藝

　　本工程采用CK15-A型擠密碎石樁機(jī)。本工程采取振動(dòng)沉管樁施工工藝。振動(dòng)沉管灌注樁施下下藝屬非排土成樁工藝，主要是用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、人工填土及松散砂土等地質(zhì)條件，尤其適用于松散粉土、粉細(xì)砂土的地基加固。它具有施工操作簡(jiǎn)便、施工費(fèi)用

　　低、對(duì)樁間土的擠密效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。采用振動(dòng)沉管樁旅丁下藝施工的樁復(fù)合地基可以提供較高的地基承載力，減少地基變形以及消除地基液化。振動(dòng)沉管樁施工工藝為樁復(fù)合地基的發(fā)展和推廣起到了十分重要的作用。目前，該工藝依然是樁主要的施下下藝之一，大多用于擠密效果好的土和可液化的地基加固工程、空曠地區(qū)或施工場(chǎng)地周圍沒有管線、精密設(shè)備以及不存在擾民的地基處理工程。

　　施工工藝如下:

　　測(cè)放樁位振沖碎石樁機(jī)就位成孔至設(shè)計(jì)深度填料(本工程為每次不

　　多于一斗車)夯擊密實(shí)終孔基坑開挖，即清理樁間土截樁頂30cm浮樁鋪設(shè)褥墊層。

　　5 施工工藝的缺陷分析

　　振動(dòng)沉管打樁機(jī)成樁也有其缺點(diǎn)，如施工質(zhì)量不易控制，可能會(huì)發(fā)生縮頸和斷樁。統(tǒng)計(jì)，振動(dòng)沉管施工的灌注樁事故率高達(dá)25%。另外，通過工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)用振動(dòng)沉管打樁機(jī)成樁存在如下幾個(gè)主要問題:

　�、匐y以穿透砂層、卵石層等厚的硬土層;

　�、谡駝�(dòng)及噪音污染嚴(yán)重;

　　③在臨近已有建筑物的施工場(chǎng)地施工時(shí)，振動(dòng)可能產(chǎn)生不良影響;

　　④振動(dòng)沉管打樁機(jī)成樁工藝在飽和粘土中成樁，會(huì)造成地表隆起而擠斷已打的樁，在高靈敏度土中施工可導(dǎo)致樁間土強(qiáng)度降低;

　　⑤施工時(shí)，混合料從攪拌機(jī)到樁利U注料口的水平運(yùn)輸一般為翻斗車或人工運(yùn)輸，效率相對(duì)較低。

　　在施工過程中總結(jié)出的施工工藝關(guān)鍵點(diǎn)的控制注意事項(xiàng):

　�、僭谌⊥�?xí)r，必須將土取至設(shè)計(jì)深度層，并將孔底虛土處理干凈，若在施工過程中，很難將樁底少量慮十取干凈時(shí)，應(yīng)先投入干料，如水泥與卵石的混合料，水泥和卵石的比例為1:7，再投入大圓石5-6塊，進(jìn)行夯擊，每次夯擊變形小于10cm時(shí)，方可投入攪拌的混合料。大圓石不能放太多，以防陽氏樁身承載力。

　�、跇堕L(zhǎng)的控制結(jié)合兩方面的因素并且兩方面的因素都必須滿足:滿足設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)和達(dá)到持力層土層。

　�、劢K孔條件:每次填料沖擊變形小于10cm，其錘擊數(shù)大于3擊時(shí)，可進(jìn)行下一輪填料、沖擊工序至終孔。

　�、茉谑┕み^程中，如遇地下水或易坍塌地層，必須采取下套管的方式隔離地下水，澆注混凝土?xí)r控制坍落度并用振動(dòng)棒振動(dòng)密實(shí)。提取套管時(shí)應(yīng)注意漸進(jìn)提升，防止提升過決，造成縮頸或斷樁。

　　⑤.嚴(yán)格控制每次投料量、錘擊數(shù)和錘擊高度。在樁底2米內(nèi)，每次錘擊數(shù)大于3次，錘擊高度大于2米以上，每次錘擊為4次以上，錘擊高度為4-6米。

　�、逎沧⒒炷�土?xí)r候應(yīng)對(duì)樁口邊土體進(jìn)行覆蓋，以防雜質(zhì)進(jìn)入樁身澆注部分，降低混凝土承載力。

　　參考文獻(xiàn)：

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