大面積倉庫復合樁基應用初探

王星軍

（山西二建集團有限公司，山西 太原 030013）

1 工程概況

新建晉德幫醫(yī)藥物流項目7#庫總建筑面積為34715.17m2，共分為高區(qū)地上五層，低區(qū)地上一層，建筑總高23.5m。主體形式為框架結構，建筑結構安全等級二級。

場地地貌單元屬為汾河東岸Ⅱ級階地，屬不不液化場地，基礎深度內未揭露地下水，濕陷等級為Ⅱ～Ⅲ級。據(jù)勘探揭示，場地內地層自上而下依次由①素填土、②濕陷性粉土、②-1 卵石、③粉土、③-2 卵石、④粉質粘土，⑤卵石，⑥粉質粘土。

2 基礎方案選擇

從工程地質資料看，○2 層為濕陷性粉土，濕陷等級為Ⅱ～Ⅲ級，本工程基底設計標高-4.8m，大致位于第○2 層濕陷性粉土層，下臥層為○2 1 卵石層，○3 粉土層，由于下臥層跨越了不同的工程地質單元，天然地基不均勻，存在較厚卵石夾層，主體結構傳來上部荷載450KPA 第○2 層不能滿足承載要求，綜合分析地質及結構荷載情況，選用干作業(yè)成孔灌注樁方案，一種是常規(guī)設計方法，建筑的結構荷載全部由灌注樁承擔，室內回填采用灰土分層回填，二是采用灰土擠密樁+鉆孔灌注樁復合樁基的設計方案，由樁與樁之間形成復合地基在提高承載力的同時消除地基濕陷性，達到減少沉降變形目的。在通過各種計算軟件分析基礎沉降及調查現(xiàn)場同類型倉庫建筑地基處理資料，本工程采用復合樁基計算方法，既可以減少基底灌注樁量，又能充分利用樁間土擠密后地基承擔部分荷載，又可減少擠土效應。

根據(jù)上部結構形式和場地天然地基存在濕陷性且強度及變形不能滿足上部結構的要求，故設計上確定采用灰土擠密樁處理濕陷，承臺處布置鉆孔灌注樁進行地基處理。

3 復合樁基的設計

灰土擠密樁設計參數(shù)：樁徑均為400mm, 等邊三角形布樁，樁距900mm；本工程總樁數(shù)為16385 根。其中承臺處樁長度為11.5m(13.3m),有效樁長11m(12.8m)，非承臺處樁長度為13.2m(16.4m)，有效樁長12.7m(15.9m)；孔內填料采用3:7 灰土分層回填夯實，填料的平均壓實系數(shù)不應低于0.97，樁間土的平均擠密系數(shù)不小于0.93。要求地基處理后地基土的濕陷量全部消除，地基土沉降量均勻且小于50mm。

承臺處后壓漿灌孔灌注樁樁身混凝土為C30（試樁樁身混凝土為C35），實際布樁309 根，工程樁樁長30m，樁徑700mm，單樁豎向承載力極限值5800KN，單樁豎向承載力特征值2900KN，樁端持力層為第○6 層粉質粘土。布灌注樁時由其承擔上部結構85 的荷載，其余15%由灰土擠密樁地基承擔。

復合樁基的整體承載力滿足《地基與基礎設計規(guī)范》GB50007-2011 中相關要求，本工程選用PKPM 結構設計軟件，樁承臺主要形式為三棱臺、正方臺等，承臺厚度為1200mm。

4 復合樁基施工

施工按先灰土擠密樁后干作業(yè)成孔灌注樁順序進行，施工要點分別介紹。

4.1 灰土擠密樁施工

（1）定位樁布置宜結合樁位平面布置圖并考慮鋼尺全長能拉通因素，一般定位樁間距不超50m 為宜，本工程由于橫向存在高低跨，布定位樁則以A 軸、K 軸最邊處相鄰兩排灰土樁及中間高低區(qū)分界部位各兩排布置，定位樁要求按排沿1～12 軸橫向全部樁位布出，打入短鋼筋包紅布作為標記。

（2）灰土樁機布置宜結合選擇機械類型、工期、場地因素進行綜合確定，本工程采用柴油錘沉管成孔，夾桿錘機械分層夯實成樁工藝，機械組合為1 臺柴油樁機加1 臺30 型裝載機填料加2 臺夾桿錘夯實機，為保證工作面不閑置和機械作業(yè)不沖突，可沿縱向1～12 軸每間隔兩軸線分為一臺樁機作業(yè)區(qū)域。

（3）成孔采用柴油錘向下錘擊沉管成孔，首次打樁時按設計樁長在沉管上用油漆做好標識，成孔過程中安排專人記錄錘擊數(shù)，錘擊至設計樁長后提出沉管用測繩測量孔深，如發(fā)現(xiàn)沉管速度過慢或沉管貫入度太大、縮徑、塌孔現(xiàn)象，應聯(lián)系勘察、設計單位采取增加跳打排數(shù)或其他處理措施。

成孔宜沿短向隔排跳打，由中間向兩邊或由有建筑物一側向無建筑一側進行，共分四遍完成所在區(qū)域全部灰土樁作業(yè)，在灰土樁沉管成孔初始階段，宜采取低錘輕擊，待樁管沉入土中2m 深度時，若樁管垂直穩(wěn)定，再加大落距，直至達到設計深度。

注意基坑存在高低區(qū)時，高區(qū)基坑在開挖時留足高區(qū)灰土樁施工工作面寬度，最少保證3m 寬，待高區(qū)分界部位樁施工完成后挖除工作面土方再行低區(qū)灰土樁作業(yè)。

（4）夾桿錘機械填料前必須先進行空夯，夯實孔底至發(fā)出清脆聲音后方可填料，再進行分層夯實。填料由專人負責，對填料的要注為土料有機含量不大于5%，含水量小于20%。作好每根樁的實際填料量記錄。填料一次需夯擊6～8 次以上方可繼續(xù)填料，嚴禁連續(xù)填料。

4.2 灌注樁施工

（1）灌注樁施工前先施工試、錨樁，確定成樁工藝參數(shù)后進行工程樁施工，除確定成樁工藝參數(shù)處還有利于及早進行承載力試樁。錨樁鋼筋預留長度與試樁表面平齊，錨樁混凝土澆筑比試樁頂?shù)?.8～1.0m，以免承載力試驗時二次破樁，試驗時樁間土開挖至比試樁頂?shù)?.0m 位置，試驗完成后二次開挖并截樁至設計有效樁長頂部。

（2）灌注樁成孔采用旋挖機跳打成孔，成孔前除定位測量外，還需對樁頂?shù)仄簶烁哌M行測量記錄，開孔時應低速慢鉆，以防擴徑過大；在鉆進過程中，勻速下鉆，以防擴徑過大，且要少提動鉆具，通過儀表盤初次確定好成孔深度，再用測繩對成孔深度進行最終確定，如發(fā)現(xiàn)有塌孔等不良現(xiàn)象與設計研究處理。

（3）鋼筋制作宜在現(xiàn)場加工，按樁身長度分為上、中、下三段，各段鋼筋籠主筋采用單面搭接焊進行連接，鋼筋籠下料除考慮搭接長度錯開35d 以外，還需考慮最大限度利用余料因素。注漿管比基坑地坪高50cm，并用油漆將樁頂及樁側標識。

成孔后12 小時內進行下籠作業(yè)，鋼筋籠吊裝由25T 汽車吊進行，在孔口設置卡具在上、下段主筋完成連接后抽掉卡具，在上籠進入孔內頂面預留足錨固長度后由卡具在孔口固定防止鋼筋籠下沉影響錨固長度，一般主筋在孔口預留錨固長度比設計長10～20cm。

（4）下籠完成后12 小時內進行澆筑作業(yè)，澆筑作業(yè)前檢查注漿孔堵頭是否齊全，現(xiàn)場排漿水泵是否正常、水袋是否滿足最遠排漿長度需求。由汽車吊吊澆筑吊管至孔內，首次澆筑時吊管埋入混凝土中不少于1m，過程中埋入長度為2～6m。

（5）注漿作業(yè)應在成樁兩天后進行，樁身承載力檢測應在后壓漿結束20d 后進行，按先樁側再樁底順序注漿。當滿足下列條件之一時，可終止注漿：①注漿總量和注漿壓力均達到設計要求；②注漿總量已達到設計值的75%,且注漿壓力超過設計時。

5 地基處理效果檢驗

復合樁基工程于2018年8月1日第一根灰土擠密樁開始施工，2018.09.30日最后一根灌注樁注漿完成，全部工期為60 天，其中灰土樁20 天，灌注樁40 天,施工期間及時進行了以下試驗;

灰土樁主要進行濕陷性試驗，當具體工程有要求，需進行承載力試驗。濕陷性試驗在施工完成2 周進行，抽樣數(shù)量按樁孔內土為樁總數(shù)的1%，且不少于9 根，樁間土為樁總數(shù)的0.3%，且不少于3 根。

⑴根據(jù)探井樁體取樣試驗結果，北區(qū)各受檢灰土擠密樁樁體灰土的壓實系數(shù)介于0.86～0.99 之間，系數(shù)離散性較大，平均壓實系數(shù)λc 為0.97。

南區(qū)各受檢灰土擠密樁樁體灰土的壓實系數(shù)介于0.90～0.99 之間，系數(shù)離散性較大，平均壓實系數(shù)λc 為0.97。

⑵根據(jù)探井樁間取樣試驗結果，北區(qū)各受檢灰土擠密樁樁間土試樣的擠密系數(shù)介于0.81～0.99 之間，系數(shù)離散性較大，平均擠密系數(shù)ηc為0.94。

南區(qū)各受檢灰土擠密樁樁間土試樣的擠密系數(shù)介于0.83～0.99 之間，系數(shù)離散性較大，平均擠密系數(shù)ηc為0.94。

⑶根據(jù)探井取樣試驗結果，本工程灰土擠密樁樁長深度范圍內地基土的自重濕陷量均0.0mm，濕陷性量介于0.0mm～49.5mm 之間，地基土的剩余濕陷量均小于50mm。

灌注樁除承載力試驗外，還需對工程樁進行低應變樁身完整性檢查，抽檢數(shù)量不少于樁數(shù)的20%，且不少于10 根，樁身完整性檢查需在破樁后進行。

（1）根據(jù)單樁豎向抗壓靜載試驗結果可知，本工程灌注樁在現(xiàn)場試驗條件下的單樁豎向抗壓極限承載力為5600kN，滿足設計要求。

（2）根據(jù)低應變動力檢測樁試驗結果，本工程所檢測的121 根樁均屬Ⅰ類樁，占抽檢樁總數(shù)的100%；本工程所抽檢的樁中未發(fā)現(xiàn)Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類樁。

6 復合樁基施工探究

由于復合樁基進行地基處理可以采用多種樁基進行組合，因此綜合考慮現(xiàn)場環(huán)境、工期、成本、施工技術水平等因素至關重要，如本項目在初期方案選擇時普考慮采用強夯加灌孔灌注樁地理處理方式，雖能大量節(jié)約工程成本，但考慮到臨近村鎮(zhèn)施工過程中噪音擾民，在當前環(huán)保壓力空前加大的現(xiàn)實條件下付出社會成本更大，因此最終選擇本文所選地基處理方式。施工中如遇到沖溝等不良地質環(huán)境時，可采取先對溝底擠密樁復合地基處理，對溝壁采取臺階處理，然后分層進行沖溝回填，最后進行大面積擠密樁處理，大面積擠密樁處理布樁時必須與溝底擠密樁進行咬合，相互深入1～2m。

另外由于本工程為灰土樁與灌注樁復合地基，筆者建議如遇與本工程類似工程時，成孔可采用灌注樁機械旋挖機進行成孔，孔位選擇時也盡量與灌注樁位置重合，如此可避免灰土樁試驗后二次重復填孔，節(jié)省材料與工程成本，加快工程進度。

7 結語

通過新建晉德幫醫(yī)藥物流項目7#庫復合樁基的工程實踐證明，在大面積倉庫濕陷性黃土地基中應用復合樁基，只要因地制宜，設計施工措施得當，是可行的。復合樁基充分利用承臺下方擠密灰土樁分擔部分荷載，減小灌注樁所受荷載，從而達到減小樁徑與樁數(shù)，減小灌注樁施工過程中擠土效應，在實踐中達到優(yōu)化設計，減小工程造價目的。