載體樁樁基礎在韶關市的第一次工程實踐

邱興云

（廣東省有色金屬地質局九三二隊廣東韶關512000）

載體樁樁基礎在韶關市的第一次工程實踐

邱興云

（廣東省有色金屬地質局九三二隊廣東韶關512000）

介紹韶關市丹霞冶煉廠磨礦車間載體樁樁基礎的設計與施工、效果檢測、以及施工總結的幾點體會。

首次韶關市丹霞冶煉廠載體樁設計施工總結

1　前言

載體樁是近三四年來發展的新工藝，其具承載力可靠性高、操作簡便、振動小、夯擊能量較大、填充料可采用建筑垃圾、經濟性好、成樁率高、廣泛適用于大多數地層，因而近年來在北方大多數地區及南方少數地區推行應用，主要應用于中高層房屋建筑樁基礎、廠房建筑樁基礎以及軟土地基處理工程中。韶關地區地層上部主要為沖洪積層及沉積巖風化殘積層，在巖面接觸帶廣泛發育軟弱土層，同時下覆沉積巖大多數為巖溶發育的灰巖，這樣的地層能否適合載體樁的成樁條件呢?在2008年底這個工程問題尚無解答，但在2009年初，這個問題就得到了解答，韶關地區適合載體樁施工。

2009年初韶關市丹霞冶煉廠有一大型廠房基礎設計為載體樁，這是首次將載體樁這個新型工藝帶到韶關。由于在韶關地區尚無施工經驗，甚至在整個粵北地區都無很成熟的施工經驗。在施工前我單位和業主單位組織考察隊去河南進行了為期兩個周的考察與學習。

2　工程概況及地質條件

2.1工程概況

丹霞冶煉廠位于韶關市仁化縣西北側，擬建丹霞冶煉廠磨礦車間，位于廠區原有鋅礦倉廠房南側，因新基礎離舊廠房柱基礎太近，為避免新基礎開挖對舊廠房基礎造成影響，磨礦廠房基礎由原獨立柱基礎更改為載體樁樁基礎。

2.2地質條件

據“《丹霞冶煉廠磨礦車間補充勘察巖土工程勘察報告》”，場地土層自上而下為：

（1）素填土：雜色，稍密，主要為風化土及風化碎石等組成，厚3.0～6.9m。

（2）坡積黏土：土黃色、黃褐色，含少量風化碎石，可塑狀主，N＝11擊,厚1.5～3.3m。其物理力學指標統計如下：=31.4%，IL=0.24，γ＝19.0kN/m3，e=0.828，Es=5.07 MPa，C=34.1kPa，θ＝13.1°，R＝190kPa。

（3）殘積粉質黏土：灰褐色，含大量風化殘余碎塊，可塑狀為主，局部夾少量軟塑，N＝6.5擊，層厚6.0～9.50m。其物理力學指標統計如下：=27.8%，IL=0.15，γ＝19.2kN/m3，e=0.730，Es=5.35 MPa，C= 23.2kPa，θ＝13.9°，R＝200kPa。

（4）中～微風化灰巖：灰色，微晶結構，薄層構造，巖石較完整，巖芯呈短柱狀、局部塊狀，巖溶中等發育。巖石飽和單軸抗壓強度標準值frk=41.40MPa，屬較硬巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為Ⅲ級。

3　載體樁樁基礎設計與計算

3.1載體樁樁基礎設計

本工程設計樁長為6～8米，樁徑為420mm，采用三角形、正六邊形及矩形三種形式布樁，樁端持力層為層②黏土或層③粉質黏土，三擊灌入度不大于15cm，單樁豎向承載力特征值為400KN。

3.2載體樁單樁承載力計算

載體樁豎向承載力特征值應通過豎向靜載荷試驗確定。初步設計時，單樁豎向承載力特征值可按《載體樁設計規程》(JGJ135-2007)的經驗公式進行估算。估算公式如下：

Ra=fa·Ae

式中Ra－單樁豎向承載力特征值；

fa－經深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值(kPa)；

Ae－載體等效計算面積(m2),在沒有當地經驗值時其值可按《載體樁設計規程》(JGJ135-2007)表4.3.2選用；

3.3載體樁樁身強度驗算

載體樁樁身混凝土強度應滿足承載力要求，樁身強度按《載體樁設計規程》(JGJ135-2007)式4.3.3驗算：

N≤Ψc·fc·Ap

式中N－相應于荷載效應基本組合式，作用于載體樁單樁上豎向承載力設計值(kPa)；

fc－混凝土軸心抗壓強度設計值(KPa)；

Ap－樁身截面積(m2)

4　載體樁施工

4.1機具設備選型

載體樁采用專利機械進行施工，專利號ZL98101332.5，公開號CN1196427A。

4.2施工工藝流程

載體樁一般采用柱錘夯擊、護筒跟進成孔，在對樁端土體進行填料和夯實，達到設計要求后進行混凝土夯實，形成載體，最后施工混凝土樁身。其施工工藝流程主要為：移動裝機就位、沖擊成孔至設計標高、填料夯實、實測三擊貫入度、夯填干硬性混凝土、放鋼筋籠至標高、澆注混凝土、拔護筒、振搗混凝土。

4.3載體樁質量控制方法

本工程采用綜合指標法控制質量，即同時考慮填料量、每擊貫入度、三擊貫入度、夯填混凝土量和混凝土樁身五指標的方法。

（1）填料量：載體樁施工時的填料量應以三擊貫入度控制，填料量不宜大于1.8m3。

（2）每擊貫入度：根據設計要求；本工程要求每擊貫入度不大于6擊。

（3）三擊貫入度：根據設計要求本工程要求三擊貫入度不大于15cm，且后一次貫入度不能大于前一次貫入度。

（4）夯填混凝土量：宜為0.2 m3，分次夯填。

（5）混凝土樁身：根據灌注樁施工，嚴格控制質量。

5　樁基礎檢測

載體樁豎向靜荷載試驗宜采用慢速維持荷載法，當作為工程驗收時也可采用快速維持荷載法進行試驗。加載反力裝置可采用堆載或錨樁，也可采用堆載和錨樁結合。

本工程試驗采用壓重平臺反力裝置，壓板規格為1m×1m，加載方法采用快速維持荷載法，參照《載體樁設計規程》(JGJ135-2007)載體樁豎向靜荷載試驗中有關規定進行。在場地范圍內均勻選定3個點作試驗，試驗結果見表1。

表1　試驗結果匯總表

結果表明，施工效果達到了設計要求，施工工藝及質量控制方法是可行的。

6　施工總結

通過上述工程實例介紹，說明應用載體樁在灰巖地區處理軟土地基在技術上是切實可行的，利用了建筑垃圾，在經濟上也是合理的，既能達到良好的處理效果，又能減少基礎工程投資，增加經濟效益。因此，該項技術具有廣闊的應用前景，值得在韶關地區推介。根據本次施工經驗及其它地區的參觀學習請教，載體樁在設計及施工過程中應嚴格控制好以下幾點關鍵要素：

6.1載體樁承載力及相關參數確定

載體樁的承載力主要來源于載體，而載體的受力和等效計算面積與樁端土體的性質密切相關，因此在無類似地質條件下的成樁試驗資料時，應在進行設計或施工前進行成孔、成樁試驗以確定相關施工參數，并試驗承載力以確定設計參數是否經濟合理。

6.2樁間距設計

設計中應根據地質條件和設計荷載，確定合適的樁間距。樁間距過小時，施工載體時產生的側向擠壓力可能導致鄰樁載體偏移、樁身上移，造成斷樁或樁身與載體脫離等缺陷。

6.3填料量的控制

每種土的孔隙比及內摩擦角不同，在相同約束和夯擊能量下，土體的擠密效果也不同，為達到設計要求的三擊貫入度所需填料量也不同?？紤]到施工的相互影響，填料量并非越多越好，填料量過大，容易影響到相鄰載體的施工質量。根據施工經驗，一般填料量不宜大于1.8m3。當填料量大于1.8 m3時，應另選被加固土層或改變施工參數。在施工中如果填料量過大，應密切關注施工好的臨樁是否有上浮情況，并采取相應的處理措施。

6.4三擊貫入度的控制

三擊貫入度是否達到設計要求直接影響承載力是否達到設計要求。因此在施工時嚴格按照設計要求控制好三擊貫入度，同時第二次測得貫入度不大于前一次的貫入度，若發現不符合此規律，應分析查明原因，處理完畢后重新測量。

[1]中華人民共和國行業標準：載體樁設計規程(JGJ135-2007).北京：中國建筑工業出版社,2007.

[2]中華人民共和國行業標準：建筑樁基技術規范(JGJ94-2008).北京：中國建筑工業出版社,2008.

[3]中華人民共和國國家標準：建筑地基基礎設計規范(GB50007-2011).北京：中國建筑工業出版社,2011.

[4]廣東省標準：建筑地基基礎設計規范(DBJ 15-31-2003).北京：中國建筑工業出版社,2003.

TU473.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-434-2