淺析灌注樁在強(qiáng)風(fēng)化花崗巖類(lèi)地層中的應(yīng)用

尚繼發(fā)

【摘要】強(qiáng)風(fēng)化花崗巖類(lèi)遇水易軟化崩解，在灌注樁成孔過(guò)程中往往會(huì)造成孔底殘?jiān)暮穸冗^(guò)厚及孔壁、孔底土體發(fā)生軟化崩解，而這些問(wèn)題使得樁側(cè)摩阻力和端阻力降低從而降低了單樁承載力。本文通過(guò)對(duì)廣東某變電站繼電保護(hù)用房鉆孔灌注樁靜載試驗(yàn)承載力偏低的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖類(lèi)地層中采用鉆孔灌注樁時(shí)對(duì)施工工藝要求比較高，很多樁孔底殘?jiān)穸却笥谝?guī)范要求，因此建議在該類(lèi)地層中應(yīng)首先考慮使用預(yù)制樁，在條件所限而必須采用鉆孔灌注樁時(shí)應(yīng)根據(jù)施工工藝單樁承載力進(jìn)行20～50% 折減。

【關(guān)鍵詞】強(qiáng)風(fēng)化 單樁承載力 單樁載荷試驗(yàn) 端阻力 側(cè)摩阻力

1、工程概況

廣東某變電站擴(kuò)建工程繼電保護(hù)用房為二層建筑，場(chǎng)址位于原主控樓北側(cè)，距主控樓僅3.5m。站址原始地貌屬于山前低丘，局部為丘間溝谷，擴(kuò)建場(chǎng)地已在變電站建設(shè)時(shí)平整好，目前現(xiàn)場(chǎng)地為半開(kāi)挖半填方區(qū)。根據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地上覆第四系主要有人工成因的素填土、坡積成因的粉質(zhì)粘土及殘積成因的砂質(zhì)粘性土，下伏基巖為寒武系侵入變質(zhì)的全、強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖。各土層力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1（土層厚度以鉆孔ZK21為例）。

2、樁基參數(shù)及檢測(cè)結(jié)果

由于場(chǎng)地位于山地前緣，地勢(shì)較低，雨季時(shí)，北面山地雨向往丘陵前緣排泄，地下水位會(huì)升高，而殘積層遇水易軟化，承載力急劇降低，因此基坑（槽）開(kāi)挖時(shí)，會(huì)造成地基浸水軟化，降低承載力。同時(shí)，由于場(chǎng)地距主控樓僅3.5m，基坑開(kāi)挖無(wú)放坡條件，而且需要考慮基坑支護(hù)、排水等，因此勘測(cè)報(bào)告建議基礎(chǔ)采用預(yù)應(yīng)力管樁，考慮到管樁對(duì)附近原繼保樓的影響，設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，樁徑800mm，單樁承載力特征值 1800KN（其中總側(cè)摩阻力1400kN，端阻力400kN），設(shè)計(jì)凈樁長(zhǎng)18m。

灌注樁施工已于2010年6月19日完成，經(jīng)抽芯檢測(cè)的3根樁（13#、14#、17#）樁底沉渣厚度小于10cm，均符合設(shè)計(jì)要求，經(jīng)靜載檢測(cè)的2根樁（9#、16#）承載力小于1800KN，均不滿足設(shè)計(jì)要求。后擴(kuò)大靜載檢測(cè)4根樁（13#、19#、20#、23#），其中的3根樁（19#、20#、23#）承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)單樁承載力僅800～1400KN，僅1根樁（13#）單樁承載力大于1800kN，擴(kuò)大抽芯檢測(cè)的2根樁樁底沉渣均大于設(shè)計(jì)要求的10cm，單樁承載力檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下圖（圖1），檢測(cè)比例充分表明灌注樁承載力普遍不滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 單樁承載力檢測(cè)圖

3、樁基承載力分析

單樁承載力由總側(cè)阻力和端阻力構(gòu)成，兩種阻力的發(fā)揮受土性、土層的上下

排序、樁的長(zhǎng)徑比、成樁工藝等的影響，側(cè)阻力的大小還受樁端土的剛度影響。受這些不確定性因素影響，單樁極限承載力的具體數(shù)據(jù)很難用土層參數(shù)指標(biāo)精確的確定，所以要在施工前進(jìn)行試驗(yàn)樁，并且在施工驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行載荷試驗(yàn)。由于本工程規(guī)模不大，在施工前未進(jìn)行試樁來(lái)確定單樁承載力，設(shè)計(jì)僅根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中的參數(shù)來(lái)計(jì)算。

從驗(yàn)收時(shí)的抽芯檢測(cè)來(lái)看，沉渣大于規(guī)范要求（大于100mm）的樁基承載力均不滿足設(shè)計(jì)要求；從載荷試驗(yàn)來(lái)看，滿足設(shè)計(jì)承載力的樁基沉渣滿足規(guī)范要求（小于100mm）。因此本工程的施工工藝不足是造成樁基承載力不足的主要原因，樁基成孔后由于商品混凝土供給不及時(shí)，施工單位為了節(jié)省費(fèi)用，停止清孔，造成樁底沉渣過(guò)厚，失去了樁端阻力的發(fā)揮，同時(shí)也影響了樁側(cè)摩阻力發(fā)揮，另外，單樁承載力遠(yuǎn)小于總摩阻力，說(shuō)明樁側(cè)摩阻力遠(yuǎn)未發(fā)揮。這是因?yàn)闃秱?cè)土大部分為花崗片麻巖的殘積土和全、強(qiáng)風(fēng)化巖，這類(lèi)土本身自造漿能力強(qiáng)，終孔時(shí)泥漿濃度很高，造成樁側(cè)泥皮過(guò)厚，泥漿的涂抹作用，使得樁側(cè)摩阻力急劇降低，從而影響單樁承載力，造成實(shí)際承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，樁側(cè)土體遇水易軟化崩解，這在一定程度上也影響了樁的側(cè)摩阻力發(fā)揮，但是隨著泥皮的進(jìn)一步固結(jié)，樁側(cè)摩阻力會(huì)有顯著提高。從檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，筆者建議這批鉆孔灌注樁降低標(biāo)準(zhǔn)使用，單樁承載力特征值采用800KN，同時(shí)補(bǔ)打靜壓預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)行加固，靠近原繼保樓處加補(bǔ)鉆孔灌注樁。

無(wú)獨(dú)有偶，筆者曾主持過(guò)的廣東省某高速公路也遇到同樣的問(wèn)題，施工單位在達(dá)到設(shè)計(jì)深度后通知監(jiān)理單位測(cè)量孔深，然后進(jìn)行洗孔，經(jīng)2個(gè)小時(shí)的洗孔后測(cè)量深度超過(guò)終孔時(shí)測(cè)量時(shí)0.5m，可見(jiàn)施工單位清孔不夠徹底，同時(shí)，土狀的強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖在洗孔過(guò)程中由于表面軟化崩解后被泥漿帶出，也會(huì)使得孔深加深。由于這批樁未進(jìn)行載荷試驗(yàn)，但抽芯結(jié)果比較理想，筆者建議設(shè)計(jì)單樁承載力折減20%后使用，目前運(yùn)行多年使用正常。

4、結(jié)論

由于全、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖類(lèi)土層遇水易軟化崩解，且自身造漿能力強(qiáng)，在成孔過(guò)程中往往會(huì)造成樁底沉渣過(guò)厚和樁側(cè)泥皮過(guò)厚，從而影響了側(cè)摩阻力和端樁阻力的發(fā)揮，因此，對(duì)于這類(lèi)土層采用灌注樁對(duì)工藝要求較高，對(duì)于條件允許的場(chǎng)地，應(yīng)首選采用預(yù)應(yīng)力管樁，確因條件所限而必須采用灌注樁的工程，應(yīng)根據(jù)施工工藝單樁承載力進(jìn)行20～50% 折減。

【參考文獻(xiàn)】

（1）《廣東省建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ-15-31-2003）

（2）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）

（3）《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）

（4）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范應(yīng)用手冊(cè)》（劉金礪_高文生_邱明兵-2010）