不同樁型在同一種單體中的應用

楊 蕾，張艷茹

(1.唐山三友化工工程設計有限公司，河北 唐山 063305；2.大連市化工設計院有限公司，遼寧 大連 116033)

1 工程概況

唐山三友化工股份有限公司純堿分公司老化鹽工序更新擴能改造項目位于南堡開發區，主裝置區為化鹽框架和運鹽棧橋，主框架為鋼筋混凝土框架三層，建筑高度15.30 m，建筑面積1532.82 m2，本工程2018年2月進行勘察設計，于2018年4月開始拆除施工，并于2018年10月完成施工。

2 工程前期設計方案確定

工程地質：按照本工程地質報告揭示的地質情況，該工程自上而下分別為素填土0.6～0.8 m，粉質粘土1.4～2.0 m，粉質粘土14.80～15.60 m，粉砂1.20～1.50 m，粉質粘土2.90～3.50 m，粉砂2.90～5.60 m，粉質粘土2.60～6.20 m，粉砂3.00～3.90 m，粉質粘土3.20～4.30 m，擬建場地地貌類型單一，屬濱海平原海相沉積。

根據地質條件、結構類型、上部荷載、施工條件與環境，選擇樁型并確定設計方案。本工程將原有框架的預應力混凝土方樁保留，并根據工藝要求將原有框架的軸線尺寸向其東西兩側各擴出1 m。方案一是避開原有的預應力混凝土方樁，框架全部采用新的預應力高強混凝土管樁，每根柱子下面四根樁，新樁標高高于現有方樁的標高，但這樣保證不了樁間距的要求，并且布樁的位置出現重樁，故該方案不合適；方案二是利用原有的預應力混凝土方樁，在原有框架軸線擴出1 m的外側繼續補打預應力高強混凝土管樁，這樣既滿足了樁間距的要求，又利用了老的方樁，新老樁型的完美結合，既滿足了設計規范的要求，又解決了施工的問題，因此，決定采用第二種方案進行設計及施工。(見樁基平面布置圖1)

3 設計時應注意的問題

1)同一個單體工程一般不宜采用兩種及兩種以上樁型，容易產生不均勻沉降。沉降量是否合格以及不同樁型兩側的沉降差是否滿足要求應通過驗算確定。驗算不合格則應對樁長及樁數進行調整。由于樁的尺寸是由承載力和沉降驗算雙控確定，這就要求施工時必須嚴格按照設計圖紙施工，不能造成承載力高或低的偏差過大，如果控制不好，某一種樁的承載力提高較大也會影響建筑物的安全穩定。本工程兩種樁能同時滿足承載力和沉降要求，但設計時還要考慮在采用不同樁型以后，對于原來的群樁效應有沒有大的影響，這一點應值得大家關注。

2)管樁有開口管樁和閉口管樁之分，我公司施工時采用的開口管樁，設計時擠土效應應予以考慮。開口管樁會產生“土塞”效應，樁端土受擠壓，部分土進入管內形成土芯， 部分被擠向樁周。 當進入管內的土芯達到一定高度時，從塑性區半徑與剛度比關系進行分析，管樁的樁距如果太小，樁間土有可能全部進入塑性狀態，土的強度因擾動反而降低，所以設計時新老樁之間合理選擇樁距是非常必要的。

圖1 樁基平面布置圖

3)本工程同一承臺下圓形截面樁與矩形截面樁的角樁抗剪及抗沖切的計算有區別，根據對承臺的厚度及承臺計算配筋進行了相應的調整。另外還要考慮新舊樁承載力發揮不同步的問題。原有的方樁承擔上部結構傳來的荷載已經多年，受荷、沉降已經穩定，而經過加樁改造后，新舊樁同時發揮承載力作用，新舊樁均發生新的沉降，而新樁為新受荷受力，沉降還未穩定，所以舊樁可能承擔的荷載要比《建筑樁基技術規范》的計算結果相對大些，所以建議對新樁的承載力計算結果進行適當折減。

4 主要施工技術措施

因新樁與老樁的四周會產生擠土效應，并且其土體產生的水平位移和孔隙水傳播受老樁基阻擋，再加上新打的預應力高強混凝土管樁，樁的密集程度加大，打樁的難度加大，施工時應防止預制樁的接頭被拉斷，所以采取合理的技術措施對施打新樁尤為重要。

1)打樁時，對樁距較密部分的管樁，可采用鉆孔沉樁的方法，間隔跳打，嚴禁形成封閉樁。

2)水位較高時，打樁采取加速排水和防擠措施，如設置塑料插板、應力釋放孔等。

3)為防止打樁過程出現超出規范允許的傾斜樁和偏位樁，應根據原有樁位圖紙查出與新樁的最小樁間距，然后開挖至老樁的樁頂標高，并現場實測新老樁位實際的距離，確定樁位是否需要調整。

4)打樁順序應根據原有圖紙的樁位，確定老樁位置，再標注出新樁位置，由老樁位置向四周打樁的順序。

5)樁鍾采用重鍾低打，壓縮接樁時間，防止鍾擊過程中因時間過長引起樁四周土體固結而加大打樁難度。

6)穩樁和壓樁。樁施工時使送樁器、樁帽和樁在同一直線上，當樁就位后，緩慢啟動壓樁油缸，使樁緩慢進入土層，當樁入土至50 cm左右時，再次校正樁的垂直度和平臺的水平度，保證第一節樁的垂直偏差不超過0.5%。然后再次啟動壓樁油缸，把樁慢慢壓下，宜將每根樁一次性連續壓到底，施工時控制施壓速度，一般不宜超過2 m/min。壓樁過程中應測量樁身的垂直度，當樁的垂直偏差大于1%，應查找原因并設法糾偏。

7)鋼筋混凝土預應力管樁宜采用焊接法接樁。焊接法接樁時，下節樁宜距地面1 m左右進行，并應保證其垂直度，上下節樁的中心線偏差不得大于5 mm，節點的彎曲矢高不得大于樁長的0.1%，且不大于20 mm。樁在對接前，先將上下端板清理干凈并露出光澤。接樁焊接時應在樁四周對稱施焊，減少焊接變形引起的垂直度偏差，焊接層數不得少于2層，第一層焊完后把焊渣清理干凈后，再進行第二層施焊，焊縫應飽滿并連續。

8)樁身傾斜。對于樁身傾斜情況的處理，則需要保持場地的平整度，對于土質松軟的場地，則需要利用墊木及其它材料要樁機行走路線上進行鋪設，保證樁機底座的水平度。而對于土方開挖不當所導致的傾斜樁問題，則需要對承臺采取加固措施或是進行補樁。同時在施工過程中，需要邊進行土方開挖邊沉樁，保證土方開挖過程中要均勻對稱的進行。

5 結 語

新老樁基是一種較復雜的地質情況，應進行嚴格的沉降計算和剛度驗算，并在施工時對較近的樁位進行控制，這樣適時使用可以大大節省工程成本。