基礎(chǔ)是高層建筑的重要組織部分，直接影響著建筑物的安全、投資和工期。在城市高層建筑中，采用較多的是鉆孔灌注樁和靜壓樁基礎(chǔ)，實(shí)際選用時(shí)要根據(jù)工程的地質(zhì)和水文情況、工期要求、對周圍環(huán)境的影響等因素進(jìn)行綜合比選，選擇最適合的基礎(chǔ)形式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與施工。
1工程概況
某建設(shè)工程由4棟高31層的高層住宅樓組成，地下室為1層，結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總用地面積20500m2，總建筑面積54200m2?；A(chǔ)原設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為800-1000mm，后變更為靜壓混凝土管樁，以圓礫層④為樁端持力層，樁端阻力特征值為2500kPa；選用樁型為：φ400預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC-AB型95壁厚），單樁豎向承載力特征值1200kN，單樁豎向極限承載力2800kN，靜載試驗(yàn)單樁壓力值2800kN，實(shí)際樁長為9-14m，總樁數(shù)1199根，總樁長12540m。樁頂采用現(xiàn)澆混凝土筏板，筏板厚度為1600mm，樁頂入筏板50mm。
2程地質(zhì)情況
根據(jù)該工程地質(zhì)勘察報(bào)告，工程地質(zhì)情況主要為：
?。?）耕（填）土①：主要成份為粘性土，含有機(jī)質(zhì)及植物根系，結(jié)構(gòu)松散，屬高壓縮性土，層厚0.2-4.5m，層底標(biāo)高71.0-75.2m。
?。?）粘土層②：土質(zhì)較均勻，粘性較好，干強(qiáng)度及韌性高，液性指數(shù)平均值0.2，屬硬塑狀，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)6-13擊，平均值為N=10.2擊。層厚5.0-7.4m，層底標(biāo)高66.9-69.4m。
?。?）粉土層③：濕至飽和，稍密，中密，干強(qiáng)度及韌性低，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)6-10擊，平均值為N=6.5擊。層厚1.8-7.8m，層底標(biāo)高60.36-64.53m。
?。?）礫層④：稍密狀態(tài)為主，局部密實(shí)狀，礫石成份為石英、硅質(zhì)巖、砂巖等，粒徑在0.5-2cm居多，礫問主要充填中粗砂及少量粉砂、細(xì)砂，級(jí)配較好。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)5-14擊，平均值為N=9.1擊。層厚5.0-9.5m，層底標(biāo)高52.29-56.38m。
?。?）強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖⑤：硬～堅(jiān)硬狀態(tài)，本層屬半成巖狀態(tài)，為極軟巖，夾薄層的粘土質(zhì)泥巖或粉砂巖，風(fēng)化分帶不明顯，遇水易膨脹軟化，巖體較完整。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)20-48擊，平均值為N=28.3擊。層厚1.3-6.6m，層底標(biāo)高47.9-53.3m。
?。?）中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖⑥：堅(jiān)硬狀態(tài)，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，夾薄層的粘土質(zhì)泥巖或粉砂巖，遇水易膨脹、崩解，巖體完整。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)測錘擊數(shù)68-113擊，平均值為N=67.8擊。層厚4.1-8.4m，層頂標(biāo)高47.9-53.3m。
3樁基礎(chǔ)的選擇
3.1鉆孔灌注樁和靜壓混凝土管樁的優(yōu)缺點(diǎn)分析
鉆孔灌注樁優(yōu)點(diǎn)是在于其施工過程無擠土、無振動(dòng)、噪聲小，對鄰近建筑物及地下管線危害較小。缺點(diǎn)是鉆孔灌注樁施工時(shí)樁底沉渣（虛土）不易清理干凈，水下水位高時(shí)需要進(jìn)行水下灌注混凝土施工，施工工藝復(fù)雜，成樁質(zhì)量較難控制，施工周期長，且施工需要拌制泥漿進(jìn)行護(hù)壁，處理不好容易污染周邊環(huán)境。
靜壓混凝土管樁優(yōu)點(diǎn)是施工周期短，不受季節(jié)限制，單樁承載力高，造價(jià)低，無噪音，無震動(dòng)，環(huán)保性強(qiáng)，施工簡單，樁身質(zhì)量有保證。缺點(diǎn)是施工時(shí)對場地的要求高，要顧及擠土效應(yīng)對周圍建筑和地下管線的影響，壓邊樁時(shí)有最小間距要求。
3.2樁基礎(chǔ)選擇
本工程基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，考慮到本工程工期緊、樁基深、樁數(shù)較多，而鉆孔灌注樁在城市密集區(qū)施工時(shí)對環(huán)境要求高，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)并不是最佳選擇，本工程比較適合采用靜壓混凝土管樁施工，受雨天的影響小，據(jù)此變更設(shè)計(jì)為采用靜壓混凝土管樁基礎(chǔ)。
4靜壓混凝土管樁主要施工方法
4.1施工工藝
測量放線定樁位→樁機(jī)就位→喂樁至樁機(jī)前→安裝樁尖→起吊樁，對樁位→調(diào)整樁及樁架的垂直度→施壓→復(fù)核垂直度繼續(xù)施壓→接樁→測量貫入度→樁機(jī)移位。
4.2試驗(yàn)樁施工
試驗(yàn)樁的施工應(yīng)同結(jié)構(gòu)樁一致，其目的是為正式施壓管樁積累必要的技術(shù)參數(shù)，為樁基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量控制提供依據(jù)。在試驗(yàn)樁施壓完成后，根據(jù)試壓結(jié)果進(jìn)行了終壓力值、壓樁深度、焊接工藝參數(shù)等技術(shù)數(shù)據(jù)的計(jì)算、整理、分析和總結(jié)，據(jù)此對施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，以作為正式施工的重要依據(jù)。
4.3樁機(jī)就位
樁機(jī)按調(diào)整后的樁基施工位置及順序進(jìn)行就位和施壓，樁機(jī)就位后應(yīng)進(jìn)行整平。若局部地基土松軟不能滿足打樁機(jī)正常工作的需要，應(yīng)對地基進(jìn)行處理。
4.4吊樁、植樁
采用壓樁機(jī)自帶的鋼絲繩將預(yù)先堆放在施工場地外圍的管樁拖至樁機(jī)附近，再進(jìn)行起吊并用夾具夾緊。
管樁被夾具抱緊后，應(yīng)仔細(xì)清除入土端鋼板上附著的泥沙、油漬，將其搽拭干凈并保持干燥，焊接樁尖。
樁尖焊接完成并自然冷卻到規(guī)范允許的溫度，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后進(jìn)行植樁。植樁的要點(diǎn)是將樁尖對準(zhǔn)樁位中心，用經(jīng)緯儀從相互垂直的兩個(gè)方向檢查樁身垂直度，滿足要求后使樁身入土。
4.5壓樁
在壓樁、接樁過程中，必須對樁身垂直度和端面的平整度進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證首節(jié)樁垂直度偏差不大于0.5%，壓樁機(jī)調(diào)至水平。嚴(yán)禁各樁在施工過程中移位，每根樁應(yīng)一次連續(xù)壓到底。接樁送樁過程中不得無故停歇，盡量縮短休歇的時(shí)間。
4.6接樁
第一節(jié)樁壓入地面后，上端距地面800-1000mm時(shí)應(yīng)停止沉樁，起吊第二節(jié)樁準(zhǔn)備接樁。第二節(jié)樁起吊后，應(yīng)先清除樁底焊接鋼板上的泥土、油污，再與第一節(jié)樁對接。第二節(jié)樁經(jīng)人工微調(diào)與第一節(jié)樁完全吻合后由電焊工施焊。
4.7送樁
送樁采用專用送樁器配合施工。送樁時(shí)嚴(yán)格控制送樁深度，保證樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。送樁時(shí)，連續(xù)滿載復(fù)壓不少于3次，終壓力值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，并由專人記錄終壓力值。
5靜壓混凝土管樁施工中常見問題及處理方法
5.1樁身上抬
由于靜壓混凝土管樁是擠土樁，在樁數(shù)量較多、樁距較密的情況下，時(shí)常后壓的樁會(huì)對已壓的樁產(chǎn)生擠壓上抬。處理方法是施工前要合理安排壓樁順序，單棟樓要求先壓場地中央的樁，后壓周邊的樁；先壓持力層較深的樁，后壓較淺的樁。出現(xiàn)樁身上抬后采用復(fù)壓的方法使樁基滿足承載力要求。
5.2樁身傾斜
樁機(jī)選擇不符合場地要求，自重加配重總量過大，場地不平整，施工中樁身垂直度不夠，沉樁過程中遇到大塊堅(jiān)硬物等都容易發(fā)生傾斜。處理方法是：合理選擇樁機(jī)，場地要平整堅(jiān)硬，嚴(yán)格控制樁身垂直度，遇到大塊硬物時(shí)要先清除再繼續(xù)沉樁。
5.3樁端封口不實(shí)
當(dāng)樁尖有縫隙，地下水水頭差的壓力可使樁外的水通過縫隙進(jìn)入樁管內(nèi)腔，若樁尖附近的土質(zhì)是泥質(zhì)土，遇水易軟化，從而直接影響樁的承載力。對于樁靴的焊接質(zhì)量要求與端板間無間隙、錯(cuò)位，保證焊縫飽滿，無氣孔。施焊對稱進(jìn)行，焊接完成后自然冷卻10min左右方可施打，管樁施壓完畢后樁孔內(nèi)澆灌C25微膨脹細(xì)石混凝土封底2m。
5.4樁體裂損
樁機(jī)夾鉗與樁體不匹配，樁機(jī)施工壓力值超高或樁端不平整，樁身混凝土強(qiáng)度低，壓樁過程中壓樁機(jī)移位等易造成樁體裂損。處理方法是施工前檢查樁機(jī)夾鉗是否與樁體匹配，控制好樁機(jī)壓力和壓樁終止條件，施工前加強(qiáng)檢查樁身混凝土質(zhì)量，壓樁過程中固定好樁機(jī)。
6采用靜壓混凝土管樁替換鉆孔灌注樁的效果分析
該工程基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁施工，后變更為靜壓混凝土管樁施工，施工效果較理想，樁基投資約節(jié)省10%，工期提前了1.5個(gè)月（鉆孔灌注樁施工計(jì)劃工期為3個(gè)月，變更為靜壓混凝土管樁施工后實(shí)際工期為1.5個(gè)月），樁基施工質(zhì)量控制較好，對周圍環(huán)境影響小，樁基試壓檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。
7結(jié)束語
在城市高層建筑基礎(chǔ)進(jìn)行大面積樁基施工，工期要求緊，特別是在樁基設(shè)計(jì)較深且地質(zhì)條件適宜靜壓混凝土管樁施工的情況下，采用靜壓混凝土管樁施工要比鉆孔灌注樁施工投資省、工期短，對環(huán)境污染小，工程質(zhì)量易保證。
參考文獻(xiàn)
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