摘要：通過實(shí)際工程中樁型的選取，闡明樁型的選取原則，以及前期試樁對(duì)樁型選取的重要性。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力管樁;人工挖孔灌注樁

　　0前言

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，樁的種類和樁基形式、施工工藝和設(shè)備以及樁基理論和設(shè)計(jì)方法，都有了很大的演進(jìn)。樁基已成為在土質(zhì)不良地區(qū)修建各種建筑物特別是高層建筑，重型廠房和具有特殊要求的構(gòu)筑物所廣泛采用的基礎(chǔ)形式。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，樁型的確定應(yīng)考慮的因素是多方面的。

　　1工程及地質(zhì)概況

　　該廠房位于南京市江寧區(qū)橫溪鎮(zhèn)，一般跨度24m，最大跨度30m，最大12m柱距，最大吊車噸位50T，建筑面積約3萬m2。屋面采用大型屋面板，鋼屋架與柱頂鉸接，剛架柱與基礎(chǔ)固接，采用插入式基礎(chǔ)，柱底最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值1600kN·m左右，柱底最大軸力標(biāo)準(zhǔn)值將近5000kN。地質(zhì)資料中土層情況如下：

　　土層情況

　　1-1層雜填土：含有鐵礦石渣、碎石、磚塊、煤渣及生活垃圾，層厚0.3~3.3m;

　　1-2層素填土：軟~可塑狀態(tài)，層厚0.1~5.3m，填齡≥5年，承載力特征值fak=60kPa;

　　1-3層塘泥：層厚0.5~1.4m，該層挖除;

　　2-1層粉質(zhì)粘土：軟塑狀態(tài)，層厚0.2~2.5m，承載力特征值fak=120kPa;

　　3-1層粉質(zhì)粘土：可塑狀態(tài)，層厚0.4~5.0m，承載力特征值fak=150kPa;

　　3-2層粉質(zhì)粘土：硬塑狀態(tài)，層厚0.5~5.7m，承載力特征值fak=230kPa;

　　3-3層粉質(zhì)粘土夾礫石：可塑狀態(tài)，層厚0.3~2.8m，承載力特征值fak=180kPa;

　　3-4層碎石土：中密狀態(tài)，層厚0.4~6.3m，承載力特征值fak=270kPa;

　　4層碎殘積土：硬塑狀態(tài)，層厚0.5~5.6m，承載力特征值fak=210kPa;

　　5-1A層強(qiáng)風(fēng)化泥巖：標(biāo)貫大于40擊，層厚1.1~3.2m，承載力特征值fak=300kPa;

　　5-1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖~細(xì)砂巖：標(biāo)貫大于50擊，層厚0.6~3.2m，承載力特征值fak=350kPa;

　　5-2A層中風(fēng)化泥巖：巖體較完整，為極軟質(zhì)巖，巖石天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1.314Mpa;

　　5-2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖~細(xì)砂巖：巖體較完整，為極軟質(zhì)巖，巖石天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為6.967Mpa。

　　地下水情況

　　擬建場地位于階地與坳溝結(jié)合地段，覆蓋層主要由填土和粘性土組成。地下水主要為潛水，賦存于1填土層中，水位及水量主要受大氣降水影響。年平均地下水最高水位埋深位于場地整平后地面下0.50m。

　　2樁型的初步確定

　　從地質(zhì)報(bào)告中可以看出地層起伏變化比較大，淺部無較好淺基礎(chǔ)持力層，且填土較厚，根據(jù)結(jié)構(gòu)上部荷載，天然地基無法滿足承載力要求，因此采用樁基礎(chǔ)。

　　根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)以及地質(zhì)報(bào)告建議，樁型可選用靜壓管樁或人工挖孔灌注樁。當(dāng)采用靜壓管樁時(shí)，樁端持力層選用3-4層碎石土;選用人工挖孔灌注樁時(shí)，樁端持力層選用5-2A層中風(fēng)化泥巖或5-2層中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖~細(xì)砂巖。

　　預(yù)應(yīng)力管樁優(yōu)越性較高，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

　　(1)、單樁承載力高，單位承載力價(jià)格便宜。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80，具有高強(qiáng)性能，φ500的PHC樁單樁豎向承載力特征值達(dá)到2300～2700KN。

　　(2)、抗彎性能好。預(yù)應(yīng)力管樁選用高強(qiáng)度、低松馳的陰螺紋鋼筋作為預(yù)應(yīng)力主筋，使樁身具有較高的預(yù)壓應(yīng)力，其抗彎性能良好，PHC樁有卓絕的貫入性能，能穿透密實(shí)的砂層，能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境與地理?xiàng)l件。

　　(3)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于采用工廠預(yù)制的生產(chǎn)方式，能利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備，質(zhì)量容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量容易保證。

　　(4)、應(yīng)用范圍廣。工廠生產(chǎn)、商品供應(yīng)，可以有不同的規(guī)格，長度供選擇，使設(shè)計(jì)選用范圍廣，容易布樁，對(duì)樁端持力層起伏變化大的地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。

　　(5)、施工速度快，工期短。預(yù)應(yīng)力樁在工廠商品化生產(chǎn)，能按施工要求及時(shí)供樁，施工前期準(zhǔn)備時(shí)間短，一般能縮短工期一～二月。

　　(6)、施工現(xiàn)場文明。施工現(xiàn)場無砂石、水泥，無泥漿污染，對(duì)施工現(xiàn)場狹窄的工程特別有利。

　　挖孔樁與預(yù)制樁相比，主要有以下特點(diǎn)：

　　(1)、受力性能好

　　由于挖孔樁直徑大，所以單樁承載力高。挖孔樁一般直徑為0.8~2.4米，可承幾千千牛至幾萬千牛的力，適用于上部傳來的荷載大而集中的結(jié)構(gòu)。由于其嵌入巖層一定深度，所以能承受較大的水平荷載，擴(kuò)底挖孔樁還可抵抗很大的上拔力。其抗震性能好，沉降量小，能防止不均勻沉降。

　　(2)、施工方便，造價(jià)低

　　1、挖孔樁成孔大，容易檢查樁底持力層情況及側(cè)面土質(zhì)情況，并易于混凝土澆注、振搗。

　　2、施工僅需輕型工具，不需大型施工機(jī)械，適于人工費(fèi)較低的地區(qū);各樁可分別同時(shí)施工，施工速度較快。

　　3、預(yù)制樁打樁時(shí)會(huì)造成相近的樁側(cè)移或向上浮起，挖孔樁則無此問題，且無噪聲污染。

　　4、在密實(shí)的砂層及卵石層或有孤石的地基中，打預(yù)制樁十分困難，而挖孔樁則易于施工。

　　5、持力層有一定傾斜時(shí)，預(yù)制樁會(huì)長短不齊，大量截樁、接樁，挖孔樁則無上述問題。

　　以鉆孔J97為例，800mm直徑的人工挖孔崁巖灌注樁有效樁長大約需要9.1m長，單樁承載力特征值估算Ra=1990kN,按1200元/m3，則一根為5486元，折合2.76元/kN。400直徑的預(yù)應(yīng)力管樁以3-4層持力層有效樁長大約5.0m，按120元/m，單樁承載力特征值估算Ra=622kN,則一根為600元，折合0.96元/kN。從經(jīng)濟(jì)上比較，人工挖孔崁巖灌注樁單位承載力需要的費(fèi)用是靜壓管樁的2.875倍。因此從以上施工工藝及經(jīng)濟(jì)上兩方面比較，優(yōu)先選用預(yù)應(yīng)力管樁。

　　3樁型的最終確定

　　通過對(duì)2種樁型比較后，設(shè)計(jì)決定采用預(yù)應(yīng)力管樁并對(duì)甲方提出了試樁要求。通過現(xiàn)場試樁，施工方提出因3-3層土中礫石含量約為5%~25%，礫徑為1~20cm不等，個(gè)別達(dá)20~30cm，樁體很難貫入，施工時(shí)垂直度易偏位、樁頭易破碎，因此提出建議采用人工挖孔樁。

　　考慮到業(yè)主及施工方意見，現(xiàn)場施工困難，設(shè)計(jì)決定改用人工挖孔樁。

　　根據(jù)規(guī)范要求，樁徑采用800mm,樁壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，樁端持力層采用5-2層土，巖石天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值6.967Mpa，通過計(jì)算得出單樁豎向抗壓承載力特征值為3000kN。因考慮到柱底彎矩均較大，采用每根柱底2根樁。對(duì)于軸力較小剛架柱，樁間距采用2400mm，對(duì)于軸力較大剛架柱，樁間距采用3000mm，均滿足規(guī)范對(duì)于樁間距的構(gòu)造要求。且單樁所受最大軸力Nmax=5000/2+1600/3=3033kN<1.2×3000=3600kN，單樁所受平均軸力N=5000/2=2500kN，均滿足規(guī)范要求。

　　4結(jié)語

　　通過以上工程實(shí)例可以看出在選取樁型時(shí)，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、制樁材料供應(yīng)條件等因素，還要考慮到現(xiàn)場施工設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗(yàn)等施工方面的因素，做到安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的選取原則。并且可以看出前期的試樁，對(duì)樁型的選取在當(dāng)?shù)厥欠窨尚衅鸬經(jīng)Q定性的因素。

　　參考文獻(xiàn)

 

　　[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.